Инерционный механический пружинный двигатель с электрическим управлением и генератором, выдающим ток постоянной частоты при вращении ротора генератора от инерции маховика

Инерционный механический пружинный двигатель с электрическим управлением и генератором, выдающим ток постоянной частоты при вращении ротора генератора от инерции маховика

Реферат

 

Изобретение относится к транспортному и энергетическому машиностроению и может быть использовано в качестве двигателя для электромобиля, в качестве автономного источника электрической энергии. Оно позволяет уменьшить массу и габаритные размеры как механического двигателя, так и генератора, обеспечить выдачу генератором тока постоянной частоты при перепадах частоты вращения ротора, получающего вращение от инерции маховика, повысить надежность пружинного двигателя и снизить трудоемкость изготовления двигателя в целом за счет введения пружинного двигателя, валы которого соединены зубчатыми передачами, введения генератора, выдающего ток постоянной частоты при перепадах частоты вращения ротора генератора. Изобретение характеризуется тем, что приводная рулонная пружина выполнена из нескольких тонких рулонных пружин, сложенных вместе, валы рабочего и холостого барабанов соединены посредством зубчатого механизма, на холостом валу установлена обойма, в которой размещена вспомогательная рулонная пружина, причем усилие одного вала передается другому. Генератор имеет синхронный вал и подвижный вариатор изменения направления тока электромагнита, уменьшение (увеличение) до минимальной частоты вращения вала ротора генератора не влияет на частоту выдаваемого генератором тока. 6 з. п. ф-лы, 8 ил.

Изобретение относится к транспортному и энергетическому машиностроению и может быть использовано в качестве двигателя для электромобиля, в качестве автономного источника электрической энергии.

Известны механические двигатели пружинного типа, используемые для аккумулирования энергии и передачи этой энергии потребителю (З. М. Аксельрод. Проектирование часов и часовых систем. - Л. : Машиностроение, 1981, с. 35-36).

Известен пружинный двигатель инерционного типа, используемый в качестве привода игрушечных автомобилей. Двигатель содержит маховик, свободно размещенный на оси и соединенный с ней пружиной, стопор маховика в виде звездочки, взаимодействующей с установленным на корпусе толкателем, и выключаемый заводной храповой механизм в виде храпового колеса, закрепленного на оси, и собачки, установленной на корпусе. Толкатель имеет зуб для взаимодействия со звездочкой и выступ, размещенный с возможностью взаимодействия с упругим элементом собачки для включения стопора и собачки в режиме завода пружины (Патент РФ 1806292, МПК РФ G 1/02, 3/08, опублик. 30.03.93).

Недостатком данного устройства является отсутствие контроля за раскручиванием пружины (в единицу времени), в нем не предусмотрены функция и конструктивные элементы, позволяющие передавать энергию вращения потребителю равномерно.

По основному изобретению известен инерционный механический пружинный двигатель с электрическим управлением для получения энергии, в котором введен самоуправляемый электрический прерыватель, регулирующий крутящий момент и число оборотов маховика, обеспечивающего постоянство передачи энергии потребителю в пределах рабочего цикла приводной пружины (Патент РФ 2151323, МПК F 03 G 1/00, F 16 H 33/06, опублик. 20.06 2000).

Недостатком данного изобретения является сложное выполнение пружинного двигателя, его цепи, большие масса и габаритные размеры генератора и, как следствие этого, большие габариты механического двигателя, высокие затраты энергии для вращения ротора генератора, не описан сам генератор и решение проблемы выдачи тока постоянной частоты при вращении ротора генератора от инерции маховика.

Данное изобретение является наиболее близким по техническим характеристикам и поставленной задаче и было принято мной за прототип.

Целью данного изобретения является уменьшение массы и габаритных размеров как механического двигателя, так и генератора, обеспечение выдачи генератором тока постоянной частоты при перепадах частоты вращения ротора, получающего вращение от инерции маховика, повышение надежности пружинного двигателя и снижение трудоемкости по изготовлению двигателя в целом за счет введения пружинного двигателя, валы которого соединены зубчатыми передачами, введения генератора, выдающего ток постоянной частоты, при перепадах частоты вращения ротора генератора, ротор которого вращается с относительно небольшой частотой вращения.

Данная цель достигается тем, что в инерционном механическом пружинном двигателе с электрическим управлением и генератором, выдающим ток постоянной частоты при вращении ротора генератора от инерции маховика, состоящего из корпуса, системы зубчатых передач и валов, оси в функции рабочего барабана с закрепленной на ней одним концом приводной пружиной, заводного храпового механизма, выполненного в виде закрепленного на валу храпового колеса с подпружиненным стопором храпового колеса, с электрическим реле управления, подружиненным стопором храпового колеса, маховика, приводная пружина выполнена из нескольких тонких сложенных вместе предварительно напряженных по всей длине рулонных пружин. На вал рабочего барабана установлена неподвижно зубчатая шестерня, соединенная с зубчатым венцом, установленного неподвижно на обойму. Обойма свободно установлена на вал холостого барабана. Приводная пружина, состоящая из нескольких рулонных пружин сложенных вместе, одним концом закреплена на рабочем барабане равным по диаметру шестерне, установленной неподвижно на вал рабочего барабана, другим концом закреплена на холостом барабане, вал которого установлен подвижно в обойму. В обойме установлена дополнительная рулонная пружина, меньшая по усилию основной рулонной пружине. Дополнительная рулонная пружина по длине больше либо равна основной приводной пружине и по своему направлению естественного скручивания одинакова с основной рулонной пружиной. Дополнительная рулонная пружина одним концом закреплена на стенке обоймы, а другим - на холостом барабане.

На вал рабочего барабана неподвижно установлена внутренняя обойма обгонной муфты с шариками (роликами) на пружинах, обойма обгонной муфты вставлена в обойму с установленной на ней зубчатым венцом, обойма с зубчатым венцом неподвижно установлена на промежуточный вал. Промежуточный вал соединен с входным валом понижающего редуктора. Зубчатый венец соединен с шестерней меньшего диаметра, которая неподвижно установлена на дополнительный вал. На выходном валу понижающего редуктора установлена неподвижно шестерня, соединенная посредством зубчатого зацепления с зубчатым венцом, установленным на подвижной обойме обгонной реверсивной муфты относительно вспомогательного вала. Неподвижная обойма реверсивной обгонной муфты с крестовиной установлена неподвижно на вспомогательный вал. Вспомогательный вал неподвижно закреплен в корпусе двигателя. В неподвижной обойме реверсивной обгонной муфты с крестовиной выполнены угловые гнезда, в которых установлены шарики на собственных пружинах, позволяющие заклинивать и расклинивать подвижную обойму с неподвижной обоймой реверсивной обгонной муфты с крестовиной. Со стороны сужения гнезд в виде угла, где установлены шарики, имеются отверстия, в которых пропущены рычаги. Рычаги шарнирно закреплены с промежуточным рычагом, который шарнирно закреплен на неподвижной обойме реверсивной обгонной муфты с крестовиной, промежуточный рычаг шарнирно соединен с рычагом крестовины, рычаг крестовины соединен шарнирно с крестовиной. Крестовина подвижно установлена на вспомогательном валу между подвижной и неподвижной обоймами реверсивной обгонной муфты с крестовиной. Крестовина имеет вертикальный выступ, который проходит наружу через паз, выполненный в неподвижной обойме реверсивной обгонной муфты с крестовиной. Вертикальный выступ шарнирно соединен с рычагом электромагнитного реле. Дополнительный вал посредством соединительной муфты соединен с входным валом повышающего редуктора. Выходной вал повышающего редуктора соединительной муфтой связан с валом, который подвижно установлен в вакуумной камере маховика. На валу, установленного в вакуумной камере маховика, неподвижно установлена обгонная муфта, на которой установлен маховик. От маховика идет вал маховика, относительно маховика неподвижный, который соединительной муфтой связан с валом ротора генератора. На валу маховика установлена неподвижно шестерня, которая соединена с шестерней вала стартера и шестерней вала реле измерения частоты вращения вала маховика. Реле стопора заводного храпового колеса и стартер электрически подсоединены через электрический замок к аккумулятору. Электромагнитное реле реверсивной обгонной муфты с крестовиной электрически соединено с реле частоты вращения вала маховика, а реле частоты вращения вала маховика соединено с аккумулятором. Обмотка возбуждения генератора через электрический замок соединена с аккумулятором. На вал ротора генератора неподвижно установлен диск, который ремнем соединен с диском большего диаметра. Диск большего диаметра установлен неподвижно на одном конце синхронного вала, который в средней части на подшипнике установлен в крышке корпуса генератора. На другом конце синхронного вала установлен диск, который ремнем соединен с фланцем вариатора направления тока электромагнита ротора генератора. В крышке корпуса генератора установлен натягивающий ремни болт, болт соединен с наружной частью подшипника, на котором установлен синхронный вал. Фланец вариатора установлен на валу ротора генератора на подшипнике. К фланцу болтами в изоляции (например, покрыты лаком) крепятся кольца вариатора. Вариатор состоит из четырех одинаковых, например, медных колец, которые изолированы друг от друга. Внешние и внутренние кольца вариатора изолированы друг от друга изолирующими кольцами, внутренние кольца вариатора между собой так же изолированы, но, например, покрыты с боковых сторон лаком. Внутренние окружности колец выполнены с соединенными между собой зубцами, которые расположены по всей поверхности внутренней окружности колец. Изолирующие кольца имеют выведенные зубцы от кольца, равные либо меньшие, по высоте зубцам колец вариатора и по ширине равны пазам между зубцами, зубцы изолирующих колец запрессовываются в пазы между зубцами колец вариатора. Пазы между зубцами колец вариатора несколько шире зубцов колец вариатора. Кольца установлены попарно так, что зубец наружного кольца находится напротив паза между зубцами внутреннего кольца. Пары колец установлены зеркально противоположно относительно друг друга, причем зубцы внутренних колец вариатора находятся друг напротив друга. Кольца соединены между собой болтами, которые покрыты лаком, которыми они крепятся к фланцу. К внутренней окружности каждой пары колец вариатора подведены роликовые контакты, ролики которых расположены на одной линии (друг за другом). Ролики расположены по отношению к паре колец так, что соединение между кольцами соответствовало середине ролика, при этом длина половины ролика меньше длины боковой стороны зубца кольца вариатора. Роликовые контакты установлены в изоляторе с возможностью движения на собственных пружинах, к контактам подведена обмотка электромагнита ротора генератора. Ротор генератора состоит из одного электромагнита, обмотка которого установлена в пазах между зубцов ротора, ротор набран из тонких, изолированных друг от друга колец. К наружным сторонам колец вариатора подведены два скользящих контакта возбуждения обмотки электромагнита ротора генератора. Контакты установлены в корпусе генератора на собственных пружинах. Контакты имеют по два конца, каждый конец подведен к кольцу вариатора, расположенных через одно кольцо. Статор генератора выполнен из тонких, изолированных друг от друга колец. Крышка с установленной в ней синхронным валом к корпусу генератора крепится болтами.

На фиг. 1 показана схема общего вида инерционного механического пружинного двигателя с электрическим управлением с генератором, выдающим ток постоянной частоты, при вращении ротора генератора от инерции маховика.

На фиг. 2 показана схема приводного пружинного двигателя (вид сбоку в разрезе обоймы, вид сверху).

На фиг. 3 показана схема реверсивной обгонной муфты (вид сбоку в разрезе).

На фиг. 4 показана схема неподвижной обоймы реверсивной обгонной муфты (вид сверху, вид снизу).

На фиг. 5 показана схема общего вида генератора (вид сверху).

На фиг. 6 показана схема вариатора ротора генератора (вид сбоку, вид спереди).

На фиг. 7 показана схема колец вариатора с расположением зубцов колец вариатора и изолирующими кольцами (вид сбоку в разрезе).

На фиг. 8 показана схема установки вариатора на вал ротора генератора с подведенными роликовыми контактами на собственных пружинах к внутренней стороне колец вариатора и подведения скользящих контактов обмотки возбуждения к внешним сторонам колец вариатора и схема электромагнита ротора генератора (вид сбоку в разрезе вариатора и электромагнита).

Инерционный механический пружинный двигатель с электрическим управлением и генератором, выдающим ток постоянной частоты, при вращении ротора генератора от инерции маховика (см. фиг. 1), состоящий из корпуса 1, приводной рулонной пружины 2, состоящей из нескольких одинаковых, тонких рулонных пружин, сложенных вместе, заводного храпового механизма, выполненного в виде закрепленного на валу храпового колеса 3 с подпружиненным стопором 4 храпового колеса 3 с электрическим реле 5 управления стопором. Приводная пружина 2 крепится одним концом к рабочему барабану 6, установленным неподвижно на вал 7, на вал 7 установлена неподвижно зубчатая шестерня 8, соединенная с зубчатым венцом 9, установленным неподвижно на обойму 10. Обойма 10 с возможностью вращения установлена на вал 11 холостого барабана 12. В обойме 10 установлена дополнительная рулонная пружина 13, меньшая по усилию основной рулонной пружины 2. Дополнительная рулонная пружина 13 по длине больше либо равна основной приводной пружине 2 и по своему направлению естественного скручивания одинакова с основной рулонной пружиной. Дополнительная рулонная пружина 13 одним концом закреплена на стенке обоймы 10, а другим - на холостом барабане 12.

На вал 7 рабочего барабана 6 неподвижно установлена обойма 14 обгонной муфты с шариками (роликами) на пружинах, обойма обгонной муфты вставлена в обойму 15 с установленной на ней зубчатым венцом 16, обойма с зубчатым венцом неподвижно установлена на промежуточный вал 17. Зубчатый венец 16 соединен с шестерней 18 меньшего диаметра, которая неподвижно установлена на вспомогательный вал 19. Промежуточный вал 17 соединен с входным валом понижающего редуктора 20. На выходном вале 21 понижающего редуктора установлена неподвижно шестерня 22, соединенная посредством зубчатого зацепления с зубчатым венцом 23, установленным на подвижной обойме 24 обгонной реверсивной муфты с крестовиной 25 относительно вспомогательного вала 26. Неподвижная обойма 27 реверсивной обгонной муфты с крестовиной установлена неподвижно на вспомогательный вал 26. Вспомогательный вал 26 неподвижно закреплен в корпусе двигателя 1. В неподвижной обойме 27 выполнены угловые гнезда 28, в которых установлены шарики 29 на собственных пружинах 30, позволяющие заклинивать и расклинивать подвижную обойму 24 с неподвижной обоймой 27 реверсивной обгонной муфты 25. Cо стороны сужения гнезд в виде угла 28, где установлены шарики 29, имеются отверстия 31, в которых пропущены рычаги 32. Рычаги 32 шарнирно закреплены с промежуточным рычагом 33, который шарнирно закреплен на неподвижной обойме 27, промежуточный рычаг 33 шарнирно соединен с рычагом 34 крестовины, рычаг 34 крестовины соединен шарнирно с крестовиной 35. Крестовина 35 подвижно установлена на вспомогательном валу 26 между подвижной 24 и неподвижной 27 обоймами реверсивной обгонной муфты с крестовиной 25. Крестовина 35 имеет вертикальный выступ 36, который проходит наружу через паз 37, выполненный в неподвижной обойме 27 реверсивной обгонной муфты 25. Вертикальный выступ 36 шарнирно соединен с рычагом 38 электромагнитного реле 39. Вспомогательный вал 19 посредством соединительной муфты 40 соединен с входным валом 41 повышающего редуктора 42. Выходной вал 43 повышающего редуктора 42 соединительной муфтой 44 связан с валом 45, который подвижно установлен в вакуумной камере 46 маховика 47. На валу 45, установленного в вакуумной камере 46 маховика 47, неподвижно установлена обгонная муфта 48, на которой установлен маховик 47. От маховика 47 идет вал маховика 49, относительно маховика неподвижный, который соединительной муфтой 50 связан с валом 51 ротора 52 генератора 53. На валу маховика 49 установлена неподвижно шестерня 54, которая соединена с шестерней 55 вала стартера 56 и шестерней 57 вала реле 58 измерения частоты вращения вала маховика 49. Реле 5 стопора 4 заводного храпового колеса 3 и стартер 56 электрически подсоединены через электрический замок 59 к аккумулятору 60. Электромагнитное реле 39 реверсивной обгонной муфты с крестовиной 25 электрически соединено с реле 58 измерения частоты вращения вала маховика 49, а реле 58 соединено с аккумулятором 60. Обмотка возбуждения 61 генератора 53 через электрический замок 59 соединена с аккумулятором 60. На вал 51 ротора 52 генератора 53 неподвижно установлен диск 62, который ремнем 63 соединен с диском 64 большего диаметра. Диск 64 большего диаметра установлен неподвижно на одном конце синхронного вала 65, который в средней части на подшипнике 66 установлен в крышке 67 корпуса 68 генератора 53. На другом конце синхронного вала 65 установлен диск 69, который ремнем 70 соединен с фланцем 71 вариатора 72 изменения направления тока электромагнита 73 ротора 52 генератора 53. В крышке 67 корпуса 68 генератора 53 установлен натягивающий ремни 63 и 70 болт 74, болт 74 соединен с наружной частью подшипника 66, на котором установлен синхронный вал 65. Фланец 71 вариатора 72 установлен на валу 51 ротора 52 генератора 53 на подшипнике 75. К фланцу 71 болтами 76 крепятся кольца вариатора 72. Вариатор 72 состоит из четырех, например, медных колец 77, 78, 79, 80, внешние 77, 80 и внутренние 78,79 кольца вариатора изолированы друг от друга изолирующими кольцами 81, внутренние кольца вариатора 78, 79 между собой так же изолированы, но, например, покрыты с боковых сторон лаком. Внутренние окружности колец выполнены с соединенными между собой зубцами 82, которые расположены по всей поверхности внутренней окружности колец. Изолирующие кольца 81 имеют выведенные зубцы 83 от кольца, равные либо меньшие, по высоте зубцам 82 колец вариатора 72 и по ширине равны пазам между зубцами, зубцы 83 изолирующих колец 81 запрессовываются в пазы между зубцами колец вариатора 72. Кольца 77, 78, 79, 80 установлены попарно так, что зубцы наружных колец 77, 80 находятся напротив пазов между зубцами внутренних колец 78, 79. Пары колец 77, 78 и 79, 80 установлены зеркально противоположно относительно друг друга, причем зубцы 82 внутренних колец 78, 79 вариатора 72 находятся друг напротив друга. Кольца 77, 78, 79, 80 соединены между собой болтами 76, которые покрыты лаком, которыми они крепятся к фланцу 71. К каждой паре колец 77, 78 и 79, 80 вариатора подведены, соответственно, роликовые контакты 84 и 85, ролики которых расположены на одной линии (друг за другом). Ролики имеют одинаковые размеры и каждый ролик расположен по отношению к паре колец так, что соединение между кольцами каждой пары соответствовало середине ролика, при этом длина половины ролика меньше длины боковой стороны зубца 82. Роликовые контакты 84 и 85 установлены в изоляторе 86 с возможностью движения на собственных пружинах, соответственно 87 и 88, к контактам подведена обмотка 89 электромагнита 73 ротора 52 генератора 53. Ротор 52 генератора 53 состоит из одного электромагнита 73, обмотка которого установлена в пазах между зубцами 90, набранный из тонких, изолированных друг от друга, колец. К наружным сторонам колец 77, 78, 79, 80 вариатора 72 подведены два скользящих контакта, условно обозначенных "плюс" 91 и "минус" 92, к которым подведены провода, от обмотки возбуждения 61 генератора 53 к контакту 91 и заземленный провод к контакту 92. Контакты 91 и 92 установлены в корпусе генератора 53 на собственных пружинах, соответственно, 93 и 94. Контакты 91 и 92 имеют по два конца, каждый конец подведен к кольцу вариатора 72, расположенных через одно кольцо. Статор 95 генератора 53 выполнен из тонких, изолированных друг от друга колец. Крышка 67 с установленной в ней синхронным валом 65 к корпусу генератора 53 крепится болтами 96.

Пружинный двигатель с рулонной пружиной 2 заведен от постороннего источника, витки пружины 2 полностью скручены на рабочий барабан 6 в сторону, обратную своему естественному скручиванию в рулон, витки вспомогательной пружины 13 прижаты к стенке обоймы 10, электрический замок 59 находится в положении "Выключено". Электрическое реле 5 отпустило стопор 4, реле 58 частоты вращения вала маховика 49 выключено, стартер 56 выключен, реле 39 реверсивной обгонной муфты выключено, при этом рычаг 38 реле 39 отпустил вертикальный выступ 36 крестовины 35, шарики 29 заклинили подвижную обойму 24 с неподвижной обоймой 27 реверсивной обгонной муфты 25, обмотка возбуждения 61 генератора 53 отключена от аккумулятора 60, инерционный механический пружинный двигатель с электрическим управлением и генератором, выдающий ток постоянной частоты, при вращении ротора генератора от инерции маховика, находится в состоянии покоя.

Замок 59 поворачивается в положение "Включено", подключается от аккумулятора 60 реле 5, отжимает стопор 4 и выводит его из заклинивания с храповым колесом 3 вала 7, реле 39 обгонной реверсивной муфты 25 и рычаг 38 отжимает выступ 36, рычаги 32 выдавливают шарики 29 и подвижная обойма 24 расклинивается с неподвижной обоймой 27, при этом выходной вал 21 понижающего редуктора 20, промежуточный вал 17, вал 7 рабочего барабана 6 получают свободное вращение. За счет усилия пружины 2 через промежуточный вал 17, через вспомогательный вал 19 и повышающий редуктор 42, за счет заклинивания обгонной муфтой 48 вала 45, маховик 47 начинает медленно раскручиваться, вращая при этом через собственный вал 49 вал 51 ротора 52 генератора 53. Вал 51 через диск 62, установленный на нем, посредством ременной передачи 63 крутит диск 64 большего диаметра, чем у диска 62. Диск 64 установлен на синхронный вал 65, сообщая при этом валу 65 меньшую скорость вращения, чем у вала 51 ротора 52 генератора 53. Вал 65 сообщает вращение диску 69 небольшого диаметра, диск 69 посредством ременной передачи 70 вращает фланец 71 большего диаметра, установленного на валу 51 ротора 52 на подшипнике 75, при этом диск 69 сообщает еще меньшую скорость вращения фланцу 71, на котором жестко болтовым соединением 76 установлен вариатор 72, т. е. ротор 52 вращается с вариатором 72 в одну сторону (синхронно), но быстрее его, в зависимости от передаточных чисел между дисками 62 и 64, 69 и фланцем 71. Роликовые контакты 84 и 85 обмотки 89 электромагнита 73 начинают вращаться по внутренней чаете колец 77, 78, 79, 80 вариатора 72, а скользящие контакты 91 и 92 обмотки возбуждения 61 начинают скользить по наружной поверхности колец 77, 78, 79, 80 вариатора 72.

Замок 59 находится в положении "Старт", через замок 59 аккумулятор подает ток на обмотку возбуждения 61 генератора 53 и на стартер 56. Стартер 56 через вал маховика 49 совместно с пружиной 2 разгоняет маховик 47 до заданной частоты вращения, и реле 39 посредством муфты 25 остановит вращение вала 7 пружины 2.

Замок переводится в положение "Включено". Реле 58 отключает реле 39, оно отпускает вертикальный выступ 36 крестовины 35, и обгонная реверсивная муфта останавливает через редуктор 20 и обгонную муфту с обоймами 14 и 15 вращение вала 7. Через обмотку возбуждения 61 и контакты 91 и 92 ток подается на кольца 77, 78, 79, 80 вариатора 72. Роликовые контакты 84 и 85, вращаясь внутри колец вариатора 72, будут проходить по зубцам 82 колец вариатора 72. Так как зубцы внешнего кольца находятся напротив пазов внутреннего кольца одной пары, соответственно и у другой пары колец, то ролики одной своей стороной сначала будут проходить по зубцу 82 одного кольца, вторая сторона при этом находится на изолирующем зубце 83 кольца 81. При этом так как для каждого кольца одной пары соответствует, условно, разное значение полярности, то каждый ролик контактов обмотки электромагнита будет получать то положительный, то отрицательный заряды. Таким образом, ток будет идти сначала, например, от контакта 84 к контакту 85, а затем от контакта 85 к контакту 84, что приведет к изменению направления тока в обмотке 89 электромагнита 73. Электромагнит 73 будет наводить ЭДС тока в обмотке статора по всей ее площади, то одного направления, то другого направления, при этом частота изменения ЭДС зависит от количества прохождения зубцов 82 контактами 84 и 85 за единицу времени.

Так как вариатор 72 будет вращаться синхронно с валом 51 ротора 52, соответственно и замедляться синхронно (т. е. скорость прохождения роликовыми контактами 84 и 85 по зубцам 82 колец вариатора будет постоянной) из-за потери маховиком 47 частоты вращения, то благодаря такой зависимости частота тока на выходе генератора 53 будет постоянной.

Когда частота вращения маховика 47 снизится до определенного предела, реле 58 частоты вращения вала маховика подключит реле 39, которое подключит приводную пружину 2, которая подгонит маховик 47 до заданной частоты вращения, и цикл будет повторятся до тех пор, пока пружина 2 полностью не скрутится на холостой барабан 12, либо двигатель не будет остановлен поворотом замка 59 в положение "Выключено".

Формула изобретения

1. Инерционный механический пружинный двигатель с электрическим управлением и генератором, выдающим ток постоянной частоты при вращении ротора генератора от инерции маховика, состоящий из корпуса, системы зубчатых передач и валов, оси в функции рабочего барабана с закрепленной на ней приводной рулонной пружиной, заводного храпового механизма с подпружиненным стопором храпового колеса, электрическим реле стопора храпового механизма, реверсивной обгонной муфтой с крестовиной, рычагами, установленными в обойме, являющейся механическим прерывателем электрического реле, установленного на реверсивную обгонную муфту, стартера и реле измерения частоты вращения, на валах которых установлены шестерни, соединенные с шестерней, установленной на вал маховика, который соединен с валом ротора генератора, маховика на обгонной муфте, установленного в вакуумной камере, отличающийся тем, что приводная пружина выполнена в виде предварительно напряженной по всей длине рулонной пружины, концы которой закреплены на холостом и рабочем барабанах, которые установлены на валах, а валы соединены между собой шестернями, на вал рабочего барабана установлена внутренняя обойма обгонной муфты, которая вставлена в обойму с зубчатым венцом, неподвижно установленной на промежуточный вал, зубчатый венец зацеплен с шестерней установленной на вспомогательный вал, через соединительную муфту соединенный с входным валом повышающего редуктора, промежуточный вал посредством соединительной муфты связан с входным валом понижающего редуктора, генератор имеет синхронный вал, соединенный с валом ротора ременной передачей, вариатор изменения направления тока обмотки электромагнита, скользящие и роликовые контакты, съемную крышку корпуса генератора и один электромагнит.

2. Инерционный механический пружинный двигатель с электрическим управлением и генератором, выдающим ток постоянной частоты при вращении ротора генератора от инерции маховика, по п. 1, отличающийся тем, что приводная рулонная пружина состоит из нескольких сложенных вместе тонких рулонных пружин одинакового направления произвольного скручивания в рулон и предварительно накручена на рабочий барабан в сторону, противоположную ее самопроизвольному скручиванию в рулон под действием сил предварительного напряжения, и застопорена храповым механизмом вала рабочего барабана, при этом витки вспомогательной рулонной пружины в обойме прижаты к стенке обоймы, после освобождения вала рабочего барабана приводная рулонная пружина перекручивается на холостой барабан, вращая оба барабана, а вспомогательная рулонная пружина скручивается на холостой барабан, при этом сообщая собственное усилие и усилие основной приводной пружины, скручиваемой на холостой барабан, через зубчатый венец, неподвижно установленный на обойму, в которой размещена вспомогательная рулонная пружина, шестерне, неподвижно установленной на вал рабочего барабана.

3. Инерционный механический пружинный двигатель с электрическим управлением и генератором, выдающим ток постоянной частоты при вращении ротора генератора от инерции маховика, по п. 1, отличающийся тем, что на вал ротора генератора установлен диск с углублением по его окружности, куда установлен одним концом ремень, другим концом ремень установлен на диск, установленный на одном конце синхронного вала, синхронный вал установлен своей средней частью на подшипнике в крышке генератора, соединенной с корпусом генератора болтами, на другом конце синхронного вала установлен диск, соединенный ремнем с фланцем, фланец установлен на валу ротора генератора на подшипнике, к фланцу болтами, покрытыми лаком, прикручен вариатор изменения направления тока обмотки электромагнита.

4. Инерционный механический пружинный двигатель с электрическим управлением и генератором, выдающим ток постоянной частоты при вращении ротора генератора от инерции маховика, по пп. 1 и 3, отличающийся тем, что вариатор состоит из четырех одинаковых колец, выполненных из меди (медного сплава) на внутренней окружности каждого кольца выполнены зубцы, соединенные между собой, ширина пазов между зубцами больше ширины зубцов колец вариатора, кольца вариатора установлены попарно, внешнее кольцо изолировано от внутреннего кольца вариатора каждой пары изолирующими кольцами, которые имеют выведенные зубцы от кольца, равные либо меньшие по высоте зубцам колец вариатора и по ширине равные пазам между зубцами, зубцы изолирующих колец запрессовываются в пазы между зубцами колец вариатора, кольца вариатора установлены попарно гак, что зубец наружного кольца находится напротив паза между зубцами внутреннего кольца, пары колец установлены зеркально противоположно относительно друг друга, причем зубцы внутренних колец вариатора находятся друг против друга, кольца соединены между собой болтами, покрытыми лаком, которыми они крепятся к фланцу, который установлен на подшипнике, на валу ротора генератора.

5. Инерционный механический пружинный двигатель с электрическим управлением и генератором, выдающим ток постоянной частоты при вращении ротора генератора от инерции маховика, по пп. 1 и 4, отличающийся тем, что к каждой паре колец вариатора подведены роликовые контакты на собственных пружинах, установленные в изоляторе, который установлен на валу ротора генератора, середина роликов находится напротив соединения пары колец вариатора, длина половины ролика меньше длины боковой стороны зубца кольца вариатора и достаточна, чтобы ролик мог проходить по зубцу кольца вариатора, к роликовым контактам подсоединена обмотка электромагнита ротора, пропущенная между зубцами ротора, состоящего из изолированных между собой тонких колец, с внешней стороны колец вариатора подведены скользящие контакты на пружинах, контакты установлены в корпусе генератора, к одному контакту подведена обмотка возбуждения, другой контакт заземлен.

6. Инерционный механический пружинный двигатель с электрическим управлением и генератором, выдающим ток постоянной частоты при вращении ротора генератора от инерции маховика, по п. 1, отличающийся тем, что электромагнит ротора генератора индуцирует ЭДС обмотки статора по всей ее площади, при этом частота изменения направления ЭДС зависит от количества зубцов колец.

7. Инерционный механический пружинный двигатель с электрическим управлением и генератором, выдающим ток постоянной частоты при вращении ротора генератора от инерции маховика, по пп. 1 и 3, отличающийся тем, что разность частот вращения вала ротора генератора и вариатора зависит от передаточных чисел между диском вала ротора генератора, соединенного ремнем с диском синхронного вала, установленного на одном конце и диском синхронного вала, установленного на другом конце, соединенного ремнем с шейкой фланца вариатора, при этом увеличение частоты вращения относительно минимальной частоты не влияет на частоту выдаваемого тока генератором.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8