Кольцевое электро-двигательно-движительное устройство

Изобретение относится к области судостроения и может быть использовано в конструкциях судовых движителей и устройствах активного управления плавательными средствами. Кольцевое электро-двигательно-движительное устройство включает электродвигатель, который состоит из кольцевого статора и кольцевого ротора, а также лопасти, установленные на роторе с организацией их поворота вокруг собственных осей. Лопасти установлены с возможностью совершения ими вращательных движений вокруг собственных осей на любой заданный угол, включая непрерывные движения лопастей. Достигается расширение функциональных возможностей устройства и повышение его кпд. 4 з.п. ф-лы, 4 ил.

 

Изобретение относится к области судостроения и может быть использовано в конструкциях судовых движителей и устройствах активного управления плавательными средствами.

Известно движительное устройство, включающее электродвигатель, установленный на оси водопроточного канала, и гребной винт, закрепленный на валу электродвигателя (см. Э.П. Лебедев и др. «Средства активного управления судами», Ленинград, изд. «Судостроение», 1969 г., стр. 114-115). Недостатком известного устройства является низкая его эффективность из-за высокого гидравлического сопротивления электродвигателя в водопроточном канале.

Наиболее близким к заявляемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является кольцевое электро- двигательно-движительное устройство (КЭДДУ), включающее электродвигатель, состоящий из кольцевого статора и кольцевого ротора, на котором установлены лопасти (см. патент RU №2187017, кл. F03D 3/00, 2002 г. ). Недостатком известной конструкции является ограниченные функциональные возможности. Данное устройство обеспечивает только создание упора и регулирование его величины в зависимости от частоты вращения лопастей.

Техническим результатом настоящего изобретения является расширение функциональных возможностей устройства и повышение его к.п.д.

Указанный результат достигается тем, что в известном кольцевом электро-двигательно-движительном устройстве, включающем электродвигатель, состоящий из кольцевого статора и кольцевого ротора, а также лопастей, связанных с ротором и имеющих одну степень свободы, в нем лопасти установлены с возможностью совершения ими вращательных движений вокруг собственных осей. Лопасти устройства могут быть размещены либо параллельно друг другу и центральной оси устройства или под углом к ней, либо находится в одной плоскости перпендикулярно центральной оси устройства. Во втором случае вершины лопастей направлены в сторону центральной оси устройства или в сторону, противоположную от этой оси. Вращательные движения лопастей могут осуществляться разнонаправленно, например, при помощи самостоятельных приводных устройств, установленных на каждой лопасти в районе ее крепления к ротору и связанных с внешней системой управления. Следует отметить, что вращательные движения могут быть организованы как на определенный угол с последующей фиксацией лопасти в этом положении, так и непрерывные движения лопасти вокруг своей оси без остановки.

Организация разнонаправленных вращательных движений лопастей позволяет изменять вектор упора, создаваемого устройством, что приводит к изменению направления движения плавательного средства, на котором установлено это устройство. Вращательные движения лопастей могут быть созданы при помощи различных механизмов, например, самостоятельных приводных устройств, установленных на каждой лопасти в районе ее крепления к ротору, или при помощи шарнирного механического привода. Таким образом, заявляемое техническое решение обеспечивает создание упора и выполняет одновременно роль рулевого устройства.

Сущность изобретения поясняется графическими материалами, где на фиг. 1, 2 показаны КЭДДУ с лопастями, расположенными перпендикулярно центральной оси устройства, а на фиг. 3, 4 - КЭДДУ с лопастями, установленными параллельно центральной оси устройства и под углом к ней. На данных фигурах использованы следующие обозначения:

1 - кольцевой ротор;

2 - кольцевой статор;

3 - лопасть;

4 - центральная ось устройства;

5 - приводное устройство;

6 - вершина лопасти;

7 - ось лопасти;

8 - ось приводного устройства.

Кольцевое электро- двигательно-движительное устройство состоит (см. фигуры 1-4) из неподвижного статора 1, на котором размещен подвижный ротор 2 с установленными на нем лопастями 3 с возможностью совершения ими вращательных движений вокруг собственных осей. Лопасти в пространстве могут быть расположены, как в одной плоскости (фиг. 1, 2) перпендикулярно центральной оси 4 устройства, так и параллельно друг другу и параллельно центральной оси 4 этого устройства (фиг. 3) или под углом к ней α (фиг. 4). В первом случае вершины 6 лопастей 3 могут быть направлены в сторону центральной оси 4 (фиг. 1) или в сторону, противоположную от центральной оси 4 устройства (фиг. 2). Вращательные движения лопастей 3 могут быть осуществлены с помощью различных механизмов, например, приводных устройств 5, например, электродвигателей, установленных на каждой лопасти 3 в районе ее крепления к ротору 2. Для этого в роторе изготавливается полость, в которой размещена ось приводного устройства 8 и ось лопасти 7. Вращательное движение с оси 8 на ось 7 может передаваться при помощи углового редуктора (на фигуре не показан) или другим способом. При повороте оси 8 приводного устройства 5 поворачивается ось 7 лопасти 3. Подвод электропитания к устройствам 5 производится через скользящий контакт (на фигурах не показан). В качестве приводного устройства может быть использован также шарнирный механический привод, имеющий более сложную конструкцию, в отличие от кольцевого приводного устройства 5.

КЭДДУ работает следующим образом. При подаче питания на КЭДДУ его ротор 2 начинает вращаться вместе с лопастями 3, создавая упор и обеспечивая поступательное движение плавательному средству. При необходимости, подается сигнал на приводные устройство 5, лопасти 3 поворачиваются и за счет изменения угла атаки в потоке создают усилие, вектор которого не совпадает с направлением движения плавательного средства, что обеспечивает изменение направления его движения, то есть КЭДДУ выполняет еще и роль устройства активного управления этим средством. При непрерывном вращении лопастей вокруг своей оси (возможно и разнонаправленное вращение как одной лопасти, так и каждой лопасти) появляется возможность совершения плавательным средством, на котором установлено заявляемое устройство, сложных маневров, обеспечивая непрерывное изменения курса плавательного средства.

Использование предлагаемого технического решения позволяет расширить его функциональные возможности за счет изменения вектора тяги, а также повысить к.п.д. устройства за счет исключения дополнительных рулевых механизмов.

1. Кольцевое электро-двигательно-движительное устройство, включающее электродвигатель, состоящий из кольцевого статора и кольцевого ротора, а также лопасти, установленные на роторе с организацией их поворота вокруг собственных осей, отличающееся тем, что лопасти установлены с возможностью совершения ими вращательных движений вокруг собственных осей на любой заданный угол, включая непрерывные движения лопастей.

2. Кольцевое электро-двигательно-движительное устройство по п.1, отличающееся тем, что лопасти размещены параллельно друг другу и центральной оси устройства или под углом к ней.

3. Кольцевое электро-двигательно-движительное устройство по п.1, отличающееся тем, что вращательные движения лопастей осуществляются при помощи самостоятельных приводных устройств, установленных на каждой лопасти в районе ее крепления к ротору.

4. Кольцевое электро-двигательно-движительное устройство по п.3, отличающееся тем, что самостоятельные приводные устройства связаны с внешней системой управления.

5. Кольцевое электро-двигательно-движительное устройство по п.3, отличающееся тем, что самостоятельные приводные устройства выполнены с возможностью придания лопастям вращательных движений вокруг собственных осей разнонаправленно.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к судостроению, а именно к движительной установке. Движительная установка содержит несущую стойку, кожух, на конце которого расположен гребной винт, кольцевую насадку.

Изобретение относится к судостроению, а именно к управлению судами с помощью рулевых устройств. Рулевое устройство содержит водоходный канал, неподвижный насадок круглого поперечного сечения с помещенным внутри него гребным винтом, балансирными рулями, рулевую коробку с вертикальными боковыми стенками и горизонтальными перемычками.

Изобретение относится к судостроению, а именно к конструкции винтового привода судов. Кольцевая насадка для гребного винта плавучего средства имеет цилиндрическую форму с увеличенной шириной.

Изобретение относится к области судостроения, а именно к водометным движителям. Водометный движительный комплекс содержит водовод, который выполнен в виде осесимметричной профилированной кольцевой насадки, внутри которой соосно размещено установленное на валу рабочее колесо.

Изобретение относится к области судостроения и касается вопроса повышения эффективности использования водометных движителей для водоизмещающих судов. Комбинированный двигательно-движительный комплекс судна содержит корпус в виде осесимметричной судовой кольцевой насадки с размещенным в нем реверсивным электродвигателем погружного исполнения и оснащен размещенным вниз по потоку за рабочим колесом, соосно с ним, гребным винтом.

Изобретение относится к области судостроения, а именно к водометным движителям. Водометный двигательно-движительный комплекс включает осесимметричный корпус в виде судовой кольцевой насадки, в котором размещены статор электродвигателя и подвижно установленное круговое кольцо.

Изобретение относится к области морской подводной техники, а именно к конструкциям движительно-рулевых устройств подводных аппаратов. Движительно-рулевое устройство содержит гребной винт, который размещен в направляющей насадке.

Изобретение относится к области судостроения, а именно к созданию движительно-рулевых комплексов, обеспечивающих движение и маневрирование судна в ледовых условиях.

Изобретение относится к области судостроения и касается конструкции, а также технологии монтажа и демонтажа узла пропульсивной установки судна. Судно содержит корпус и двигатель, причем двигатель включает по меньшей мере один туннельный элемент и по меньшей мере один узел движителя.

Изобретение относится к области судостроения и может быть использовано в конструкциях винтовых движителей и устройствах активного управления плавательными средствами.

Изобретение относится к судостроению, а именно к электроэнергетическим установкам судов с системами электродвижения как гражданского, так и военно-морского флота.

Изобретение относится к судостроению, а именно к электроэнергетическим установкам судов с преобразователями частоты и гребными электродвигателями. Судовая электроэнергетическая установка содержит главные дизели или турбины и главные синхронные генераторы, обмотки статоров которых через автоматические выключатели подключены к линии питания главного распределительного щита, трехфазные трансформаторы, первичная обмотка которых через автоматические выключатели подключена к линии питания главного распределительного щита, а две вторичные обмотки, соединенные в звезду и треугольник, подключены к входам 12-пульсных выпрямителей.

Изобретение относится к области электротехники. Технический результат заключается в оптимизации работы генераторов.

Изобретение относится к силовым установкам на судах. Электроэнергетическая установка судна содержит главный первичный тепловой двигатель, механически соединенный с синхронным генератором, на статоре которого размещены изолированные друг от друга трехфазные обмотки, преобразователь частоты, гребной электродвигатель, на статоре которого размещены изолированные друг от друга трехфазные обмотки, число которых равно числу обмоток генератора, систему управления, датчик напряжения, трехфазные контакторы с электромагнитным приводом, число которых равно удвоенному числу обмоток генератора плюс один.

Изобретение относится к силовым установкам на судах. Гребная электроэнергетическая установка содержит два тепловых двигателя, два трехфазных электрических генератора, два трехфазных двухполупериодных выпрямителя напряжения, два конденсатора звена постоянного тока, трехуровневые инверторы напряжения, гребные электродвигатели, работающие каждый на свой винт.

Изобретение относится к транспорту, в частности к конструкциям винтовых движителей. Лопастный электромагнитный движитель содержит корпус с установленными в нем магнитными элементами чередующейся полярности, представляющими собой вторичный элемент синхронной машины, лопасти, установленные внутри корпуса на оси вращения посредством по меньшей мере одной центрирующей опоры, по меньшей мере два электромагнита, установленные на концевой части лопасти, представляющие собой первичный элемент синхронной машины, токосъемный узел электроснабжения электромагнитов, по меньшей мере один датчик положения ротора.

Изобретение относится к электрическим тяговым системам транспортных средств. Электрическая передача мощности тягового транспортного средства на переменном токе содержит тепловой двигатель, асинхронный генератор переменного тока с фазным ротором, тяговый асинхронный электродвигатель с короткозамкнутым ротором и обратимый статический преобразователь частоты.

Изобретение относится к электроэнергетическим системам судов. Способ управления торможением и реверсом гребных электродвигателей заключается в поочередном рекуперативном торможении двигателей судна.

Группа изобретений относится к судовым гребным электрическим установкам, обеспечивающим экономичные режимы движения, и способу их работы. Электромеханический привод гребного винта судна содержит: судовой валопровод с гребным винтом, дейдвудным, опорным и упорным подшипниками; зубчатый редуктор, имеющий выходной и несколько входных валов; установленное на выходном валу в корпусе редуктора цилиндрическое зубчатое колесо с двумя зубчатыми венцами; следящие электроприводы; блоки управления следящими электроприводами; главный блок управления; датчики углового положения выходного вала каждого следящего электропривода; датчик углового положения выходного вала редуктора, соединенный интерфейсной шиной с главным блоком управления, при этом зубья каждого из двух зубчатых венцов колеса образованы циклоидальной поверхностью, взаимодействуя с шестерней, выполненной в виде цилиндрического эксцентрика с установленным на нем подшипником, образуя эксцентриково-циклоидальную передачу; входные валы зубчатого редуктора установлены вокруг каждого зубчатого венца колеса.

Изобретение относится к судостроению, в частности к единым электроэнергетическим установкам судов большой мощности. Единая электроэнергетическая установка судна содержит главные, первичные, тепловые двигатели, электрические генераторы, автоматические выключатели, инверторы напряжения с накопительными конденсаторами, согласующий электрический преобразователь, накопитель энергии и гребные электродвигатели, систему управления единой электроэнергетической установкой, согласующий трансформатор, щит вторичного электропитания, аварийный (стояночный) дизель-генератор и потребители собственных нужд.

Изобретение относится к электроэнергетическим установкам судов с преобразователями частоты и гребными электродвигателями. Судовая электроэнергетическая установка содержит главные дизели или турбины, главные синхронные генераторы, на статоре которых размещаются две или более изолированные аналогичные трехфазные обмотки, главный распределительный щит, преобразователи частоты, к выходу которых подключены гребные электродвигатели, а также аварийный дизель-генератор. Одна из трехфазных обмоток статора синхронных генераторов через автоматический выключатель подключена к трехфазной линии главного распределительного щита, к которой через автоматические выключатели подключены общесудовые потребители. Один из трехфазных выпрямителей расположен рядом с главным распределительным щитом, выход которого с помощью линии питания постоянного тока присоединен к одному из входов автономных инверторов. Другие трехфазные обмотки размещены на статоре главных синхронных генераторов через автоматические выключатели и подключены к входам трехфазных выпрямителей, расположенных рядом с главными синхронными генераторами. На статоре аварийного дизель-генератора размещены две или более изолированные аналогичные трехфазные обмотки, у которых одноименные напряжения совпадают по фазе, одна из этих трехфазных обмоток через автоматические выключатели подключена к трехфазной линии главного распределительного щита, а другие трехфазные обмотки статора аварийного дизель-генератора через автоматические выключатели подключены к входам трехфазных выпрямителей и выходы этих трехфазных выпрямителей присоединены к линиям постоянного тока, подключенным к входам автономных инверторов. Достигается снижение электромонтажных работ при постройке судна. 1 ил.

Изобретение относится к области судостроения и может быть использовано в конструкциях судовых движителей и устройствах активного управления плавательными средствами. Кольцевое электро-двигательно-движительное устройство включает электродвигатель, который состоит из кольцевого статора и кольцевого ротора, а также лопасти, установленные на роторе с организацией их поворота вокруг собственных осей. Лопасти установлены с возможностью совершения ими вращательных движений вокруг собственных осей на любой заданный угол, включая непрерывные движения лопастей. Достигается расширение функциональных возможностей устройства и повышение его кпд. 4 з.п. ф-лы, 4 ил.

Наверх