BG112609A - Електродвигател - Google Patents

Abstract

Предназначен е за задвижване на телфери и кранове. Постигната е висока мощност в съчетание с бързодействие и сигурност на спирачния механизъм. Електродвигателят включва корпус (12), в единия край на който е монтиран челен лагерен щит (13), а в другия край - спирачен щит (10) с монтиран в него спирачен механизъм (8). В корпуса е монтиран статор с намотка (5), във вътрешността на която е разположен ротор, включващ надлъжно разположени поне две роторни секции (2, 6), като поне една (6) от тях е конусовидна и поне една (2) е цилиндрична. Роторъ т е свързан с челния лагерен щит (13) посредством пружина (7), опряна челно към ротора. Роторът има вал (11), с който е свързан и който вал е лагеруван на радиални лагери, като е свързан с единия си край към спирачния механизъм (8). Статорът има поне две секции (1, 4), съответстващи на броя и формата на секциите (2, 6) на ротора. Намотката (5) на статора има форма, съответна на неговата форма.

Description

ЕЛЕКТРОДВИГАТЕЛ

ТЕХНИЧЕСКА ОБЛАСТ

Електродвигателят е предназначен за задвижване на телфери и кранове и ще намери приложение в промишлеността. Основна особеност на тези електродвигатели е, че те, най-често са трифазни, асинхронни и включват спирачен механизъм.

ПРЕДШЕСТВАЩО СЪСТОЯНИЕ НА ТЕХНИКАТА

Известен е от US4877987 електродвигател, съставен от корпус, в единият край на който е монтиран челен лагерен щит, а в другия край има спирачен щит с монтиран в него спирачен механизъм. Във вътрешността на корпуса е монтиран статор със статорна намотка и двата елемента с конусовидна форма. Във вътрешността на статорната намотка е монтиран ротор също с конусовидна форма. Роторът е монтиран с възможност за плъзгане върху вал и е свързан в единия си край към спирачния механизъм, а с другия - с челния лагерен щит посредством пружина, опряна челно към ротора с конусовидна форма. От страната на челния лагерен щит, валът е монтиран в лагери.

Недостатък на този електродвигател е, че е необходимо да бъде със значителни габарити, за да се постигне желаната мощност и ефективност за приложението му за задвижване на телфери/кранове. Значителните габарити водят до затруднения в проектирането, избора на материали и производството.

Широко известни от практиката са и електродвигатели с цилиндричен ротор и статор, които имат отделен спирачен механизъм състоящ се от постояннотоков електромагнит, управляващ фрикционни детайли чрез пружини. Недостатъците на този вид електродвигатели са свързани с необходимостта от употребата на постояннотоков електромагнит за спирачката и налага конструирането на отделна електрическа верига за постоянен ток. Това ги прави сложни, с ниска надеждност и степен на безопасност.

ТЕХНИЧЕСКА СЪЩНОСТ НА ИЗОБРЕТЕНИЕТО

Задача на изобретението е да създаде електродвигател, чиято конструкция позволява да се постигне необходимата за приложение в посочената област висока мощност в съчетание с бързодействие и сигурност на спирачния механизъм.

Задачата е решена с електродвигател включващ корпус, в единия край на който е монтиран челен лагерен щит, а в другия край има спирачен щит с монтиран в него спирачен механизъм. В корпуса е монтиран статор с намотка, във вътрешността на която е разположен ротор с вал. Роторът е свързан с челния лагерен щит посредством пружина, опряна челно към ротора. Съгласно изобретението, роторът включва надлъжно разположени поне две роторни секции, като поне една от тях е конусовидна и поне една е цилиндрична. Статорът има също поне две секции, съответстващи на броя и формата на секциите на ротора, при което намотката (5) на статора (1, 4) има форма, съответна на неговата форма. Валът е свързан с ротора и е лагеруван на радиални лагери, като е свързан с единия си край към спирачния механизъм.

Предвидени са различни варианти на изобретението, съгласно които конусовидните роторни секции и съответстващите им статорни секции са с еднакъв ъгъл на конуса или са с различен ъгъл на конуса в зависимост от желаното бързодействие.

Подходящо е роторните секции на ротора да имат канали.

В зависимост от конкретния проект, каналите са с различен брой и профил за всяка секция.

При един предпочитан вариант, намотката на статора е обща за всичките му секции.

При друг вариант, намотката на статора е оформена по отделно за всяка от секциите му.

Постигнатите предимства се дължат на факта, че основните елементи на електродвигателя - ротора и статора - са изработени от различни по форма секции - с конусовидна и с цилиндрична форма. По този начин е решен проблемът с получаването на висока мощност на електродвигателя, дължащо се на цилиндричната секция, при бързодействие на спирачния механизъм, дължащо се на използването на конусовидната секция. При това е възможно реализирането на електродвигатели с различна мощност в един диаметър, чрез съответно увеличение на дължината на цилиндричната секция на ротора. Полученото повишено бързодействие на спирачния механизъм се дължи на възможността за определяне на ъгъл на конусната повърхнина на конусните секции, позволяващ по-стръмно намаляване на аксиалната сила и задвижване на пружината.

КРАТКИ ПОЯСНЕНИЯ НА ЧЕРТЕЖИТЕ фиг. 1 - Надлъжен разрез на електродвигателя, съгласно изобретението с изключена спирачка.

Фиг. 2 - Надлъжен разрез на електродвигателя, съгласно изобретението със задействана спирачка.

ПРИМЕРНО ИЗПЪЛНЕНИЕ НА ИЗОБРЕТЕН И ЕТОя

Електродвигателят е предназначен предимно за задвижване на телфери и/или кранове и включва корпус 12, в единия край на който е монтиран челен лагерен щит 13. В другия край на корпуса 12 има спирачен щит 10 с монтиран в него спирачен механизъм 8, от който и де е подходящ известен вид. В корпуса 12 е монтиран статор 1, 4 с намотка 5, във вътрешността на която е разположен ротор 2, 6 с вал 11. Роторът е свързан с челния лагерен щит 13 посредством пружина 7, опряна челно към ротора 2, 6, като валът 11 е обхванат от пружината 7, която е свързана към челния лагерен щит 13.

Съгласно изобретението роторът включва надлъжно разположени поне две роторни секции 2, 6, като поне една 6 от тях е конусовидна и поне една е 2 е цилиндрична. Пружината 7, за предпочитане, е опряна към конусовидната секция 6, както е показано на фиг. 1. Статорът 1, 4 има също поне две секции, съответстващи на броя и формата на секциите 2, 6 на ротора. Обикновено между двете секции на статора 1, 4 има дистанционер 3, което се определя в конкретния проект от технологични съображения и не ограничава обхвата на изобретението. Намотката 5 на статора 1, 4 има форма, съответна на неговата форма. Валът 11 е свързан с ротора 2, 6 и е лагеруван на радиални лагери, като е свързан с единия си край към спирачния механизъм 8. Лагеруването на вала 11 осигурява възможност за надлъжно преместване заедно с ротора.

Броят на секциите на ротора 2, 6 и* на статора 1, 4, редуването им, ъгълът на конуса, както и дължината на цилиндричните секции се определят от необходимата за постигане мощност на двигателя и на съответното бързодействие на спирачния механизъм 8.

Като вариант на изпълнение конусовидните роторни секции 6 и съответстващите им статорни секции 4 са с еднакъв ъгъл на конуса.

В друг вариант, всяка от конусовидните роторни секции 6 и съответстващите им статорни секции 4 имат различен ъгъл на конуса.

Предвидено е роторните секции 2, 6 на ротора да имат канали, които могат да бъдат с еднакъв или различен брой и профил за всяка секция.

Добре е при всички варианти на изпълнение намотката 5 на статора 1, 4 да е обща за всичките му секции.

Предвидено е и намотката 5 на статора 1, 4 да е оформена по отделно за всяка от секциите му, съгласно друг вариант на изобретението.

Спирачният механизъм 8 включва поне спирачка с фрикционен елемент 9 и спирачен щит 10. Спирачният механизъм 8 е задвижван от аксиална сила на привличане между ротора и статора, посредством пружината 7, обхващаща част от вала 11. На показания на фигура 1 пример пружината 7 е опряна челно на конусовидната секция 6 на ротора и е свързана с челния лагерен щит 13. Противоположният край на вала 11 на ротора 2, 6 е свързан със спирачния механизъм 8.

При подаване на напрежение към статорната намотка 5, между статора и ротора възникват електромагнитни сили на привличане. Поради конусовидната форма на роторната 6 и статорната 4 секции, електромагнитната сила между ротора и статора там, има аксиална проекция, която е функция на ъгъла на конуса.

При захранване на електродвигателя, както се вижда на фиг. 1, аксиалната сила на привличане между ротора и статора осъществява преместване на ротора заедно с вала 11 в аксиално направление към челния лагерен щит 13, като свива пружината 7. Валът 11 изтегля с движението си спирачния механизъм 8, като фрикционният елемент 9 се отделя от спирачния щит 10 и се установява разстояние 14 между тях, с което се освобождава спирачката. Самото преместване е осигурено чрез лагеруването на вала 11 на ротора 2, 6 на радиалните лагери.

Когато се изключи захранването, както е показано на фиг. 2, аксиалната сила престава да действа, пружината 7 се освобождава и под нейното въздействие роторът 2, 6 заедно с вала 11 се премества обратно до затваряне/включване на спирачния механизъм 8 при осъществяване на контакт между фрикционния елемент 9 и спирачния щит 10.

Claims (7)

1. Електродвигател включващ корпус, в единия край на който е монтиран челен лагерен щит, а в другия край има спирачен щит с монтиран в него спирачен механизъм, като в корпуса е монтиран статор с намотка, във вътрешността на която е разположен ротор с вал, като роторът е свързан с челния лагерен щит посредством пружина, опряна челно към ротора, характеризиращ се с това, че роторът включва надлъжно разположени поне две роторни секции (2, 6), като поне една (6) от тях е конусовидна и поне една (2) е цилиндрична, а статорът (1, 4) има също поне две секции, съответстващи на броя и формата на секциите (2, 6) на ротора, при което намотката (5) на статора (1, 4) има форма, съответна на неговата форма, а валът (11) е свързан с ротора (2, 6) и е лагеруван на радиални лагери, като е свързан с единия си край към спирачния механизъм.

2. Електродвигател, съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че конусовидните роторни секции (6) и съответстващите им статорни секции (4) са с еднакъв ъгъл на конуса.

3. Електродвигател, съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че всяка от конусовидните роторни секции (6) и съответстващите им статорни секции (4) имат различен ъгъл на конуса.

4. Електродвигател, съгласно всяка една от претенции от 1 до 3, характеризиращ се с това, че роторните секции (2) и (6) на ротора имат канали.

5. Електродвигател, съгласно претенция 4, характеризиращ се с това, че каналите са с различен брой и профил за всяка секция.

6. Електродвигател, съгласно всяка една от претенции от 1 до 5, характеризиращ се с това, че намотката (5) на статора (1, 4) е обща за всичките му секции.

7. Електродвигател, съгласно всяка една от претенции от 1 до 5, характеризиращ се с това, че намотка (5) на статора (1, 4) е оформена по отделно за всяка от секциите му.