BG112609A

BG112609A - Electric motor

Info

Publication number: BG112609A
Application number: BG112609A
Authority: BG
Inventors: Петър Райков; Райков Райков Петър
Original assignee: "Емгр" Еад
Priority date: 2017-10-26
Filing date: 2017-10-26
Publication date: 2019-04-30

Abstract

The electric motor is intended to drive hoists and cranes. It achieves high power in combination with speed and safety of the braking mechanism. The electric motor includes a housing (12) at one end of which is mounted a front bearing shield (13), and at the other end - a brake shield (10) with mounted braking mechanism (8) therein. In the housing is mounted a stator with a winding coil (5), inside which is located a rotor, comprising longitudinally arranged, at least two rotor sections (2, 6), as at least one (6) of them is conical-shaped and at least one (2) is cylindrical. The rotor is connected to the front bearing shield (13) by means of a spring (7) propped at the front to the rotor. The rotor has a shaft (11) with which it is connected and which shaft is mounted on radial bearings, as well as it is connected with one of its ends to the braking mechanism (8). The stator has at least two sections (1, 4), corresponding to the number and the shape of the sections (2, 6) of the rotor. The stator winding coil (5) has a shape corresponding to its shape.

Description

ЕЛЕКТРОДВИГАТЕЛELECTRIC MOTOR

ТЕХНИЧЕСКА ОБЛАСТTECHNICAL AREA

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.The electric motor is designed to drive hoists and cranes and will find application in industry. The main feature of these electric motors is that they are most often three-phase, asynchronous and include a braking mechanism.

ПРЕДШЕСТВАЩО СЪСТОЯНИЕ НА ТЕХНИКАТАPRIOR ART

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.An electric motor is known from US4877987, consisting of a housing, at one end of which a front bearing shield is mounted, and at the other end there is a brake shield with a brake mechanism mounted therein. A stator with a stator winding and the two cone-shaped elements are mounted inside the housing. Inside the stator winding is mounted a rotor also with a conical shape. The rotor is slidably mounted on a shaft and is connected at one end to the brake mechanism and at the other end to the front bearing shield by means of a spring resting against the cone-shaped rotor. On the side of the front bearing shield, the shaft is mounted in bearings.

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.A disadvantage of this electric motor is that it needs to be of considerable size to achieve the desired power and efficiency for its hoist/crane drive application. The significant dimensions lead to difficulties in design, material selection and production.

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.Electric motors with a cylindrical rotor and stator are also widely known in practice, which have a separate braking mechanism consisting of a direct current electromagnet controlling frictional parts by means of springs. The disadvantages of this type of electric motors are related to the need to use a direct current electromagnet for the brake and it requires the construction of a separate electric circuit for direct current. This makes them complex, with low reliability and safety.

ТЕХНИЧЕСКА СЪЩНОСТ НА ИЗОБРЕТЕНИЕТОTECHNICAL ESSENCE OF THE INVENTION

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.The task of the invention is to create an electric motor, the construction of which allows to achieve the high power required for the application in the specified area, combined with quick action and safety of the braking mechanism.

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.The task was solved with an electric motor including a housing, at one end of which a front bearing shield is mounted, and at the other end there is a brake shield with a brake mechanism installed in it. A stator with a coil is installed in the housing, inside which is a rotor with a shaft. The rotor is connected to the front bearing shield by means of a spring resting against the front of the rotor. According to the invention, the rotor includes longitudinally located at least two rotor sections, at least one of which is conical and at least one is cylindrical. The stator also has at least two sections corresponding to the number and shape of the rotor sections, wherein the winding (5) of the stator (1, 4) has a shape corresponding to its shape. The shaft is connected to the rotor and is supported on radial bearings, being connected at one end to the brake mechanism.

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.Various variants of the invention are envisaged, according to which the conical rotor sections and their corresponding stator sections have the same cone angle or have a different cone angle depending on the desired speed.

Подходящо е роторните секции на ротора да имат канали.Suitably, the rotor sections of the rotor have grooves.

В зависимост от конкретния проект, каналите са с различен брой и профил за всяка секция.Depending on the specific project, the channels have a different number and profile for each section.

При един предпочитан вариант, намотката на статора е обща за всичките му секции.In a preferred embodiment, the stator winding is common to all its sections.

При друг вариант, намотката на статора е оформена по отделно за всяка от секциите му.In another variant, the stator winding is formed separately for each of its sections.

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.The achieved advantages are due to the fact that the main elements of the electric motor - the rotor and the stator - are made of different shaped sections - conical and cylindrical. In this way, the problem of obtaining high power of the electric motor, due to the cylindrical section, with fast action of the brake mechanism, due to the use of the conical section, is solved. In this case, it is possible to realize electric motors with different power in one diameter, by correspondingly increasing the length of the cylindrical section of the rotor. The resulting increased speed of the braking mechanism is due to the possibility of determining the angle of the cone surface of the cone sections, allowing a steeper reduction of the axial force and spring actuation.

КРАТКИ ПОЯСНЕНИЯ НА ЧЕРТЕЖИТЕ фиг. 1 - Надлъжен разрез на електродвигателя, съгласно изобретението с изключена спирачка.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 - Longitudinal section of the electric motor according to the invention with the brake off.

Фиг. 2 - Надлъжен разрез на електродвигателя, съгласно изобретението със задействана спирачка.Fig. 2 - Longitudinal section of the electric motor according to the invention with the brake engaged.

ПРИМЕРНО ИЗПЪЛНЕНИЕ НА ИЗОБРЕТЕН И ЕТОяEXEMPLARY EMBODIMENT OF INVENTED AND ETOI

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.The electric motor is primarily intended for driving hoists and/or cranes and includes a housing 12, at one end of which is mounted a front bearing shield 13. At the other end of the housing 12 is a brake shield 10 with a brake mechanism 8 installed in it, from which and where a known species is suitable. A stator 1, 4 with a coil 5 is installed in the housing 12, inside which a rotor 2, 6 with a shaft 11 is located. The rotor is connected to the front bearing shield 13 by means of a spring 7, which rests frontally on the rotor 2, 6, as the shaft 11 is covered by the spring 7, which is connected to the front bearing shield 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.According to the invention, the rotor includes longitudinally located at least two rotor sections 2, 6, at least one 6 of which is conical and at least one 2 is cylindrical. The spring 7 preferably rests against the conical section 6 as shown in fig. 1. The stator 1, 4 also has at least two sections corresponding to the number and shape of the sections 2, 6 of the rotor. Usually, between the two sections of the stator 1, 4 there is a spacer 3, which is determined in the specific project for technological reasons and does not limit the scope of the invention. The winding 5 of the stator 1, 4 has a shape corresponding to its shape. The shaft 11 is connected to the rotor 2, 6 and is supported on radial bearings, being connected at one end to the brake mechanism 8. The bearing of the shaft 11 provides the possibility of longitudinal movement together with the rotor.

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.The number of sections of the rotor 2, 6 and* of the stator 1, 4, their alternation, the angle of the cone, as well as the length of the cylindrical sections are determined by the power required to achieve the engine and the corresponding speed of the brake mechanism 8.

Като вариант на изпълнение конусовидните роторни секции 6 и съответстващите им статорни секции 4 са с еднакъв ъгъл на конуса.As an embodiment, the conical rotor sections 6 and their corresponding stator sections 4 have the same cone angle.

В друг вариант, всяка от конусовидните роторни секции 6 и съответстващите им статорни секции 4 имат различен ъгъл на конуса.In another embodiment, each of the conical rotor sections 6 and their corresponding stator sections 4 have a different cone angle.

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.The rotor sections 2, 6 of the rotor are provided to have channels which can be of the same or different number and profile for each section.

Добре е при всички варианти на изпълнение намотката 5 на статора 1, 4 да е обща за всичките му секции.It is good for all variants of implementation that the winding 5 of the stator 1, 4 is common to all its sections.

Предвидено е и намотката 5 на статора 1, 4 да е оформена по отделно за всяка от секциите му, съгласно друг вариант на изобретението.It is also provided that the winding 5 of the stator 1, 4 is formed separately for each of its sections, according to another variant of the invention.

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.The brake mechanism 8 includes at least a brake with a friction element 9 and a brake shield 10. The brake mechanism 8 is driven by an axial force of attraction between the rotor and the stator, by means of the spring 7 covering part of the shaft 11. In the example shown in figure 1, the spring 7 is supported end of the conical section 6 of the rotor and is connected to the front bearing shield 13. The opposite end of the shaft 11 of the rotor 2, 6 is connected to the brake mechanism 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.When voltage is supplied to the stator winding 5, electromagnetic forces of attraction arise between the stator and the rotor. Due to the conical shape of the rotor 6 and stator 4 sections, the electromagnetic force between the rotor and the stator there has an axial projection which is a function of the angle of the cone.

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.When powering the electric motor, as seen in fig. 1, the axial force of attraction between the rotor and the stator moves the rotor together with the shaft 11 in an axial direction towards the front bearing shield 13, compressing the spring 7. The shaft 11 pulls the brake mechanism 8 with its movement, and the friction element 9 is separated from the brake shield 10 and a distance 14 is established between them, which releases the brake. The movement itself is ensured by the bearing of the shaft 11 of the rotor 2, 6 on the radial bearings.

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.When the power is turned off as shown in fig. 2, the axial force ceases to act, the spring 7 is released and under its influence the rotor 2, 6 together with the shaft 11 moves back to closing/engaging the brake mechanism 8 when contact is made between the friction element 9 and the brake shield 10.

Claims

1. An electric motor including a housing, at one end of which a front bearing shield is mounted, and at the other end there is a brake shield with a brake mechanism mounted in it, and a stator with a winding is mounted in the housing, inside which a rotor with a shaft is located, wherein the rotor is connected to the front bearing shield by means of a spring resting against the rotor, characterized in that the rotor includes at least two longitudinally arranged rotor sections (2, 6), at least one (6) of which is conical and at least one ( 2) is cylindrical and the stator (1, 4) also has at least two sections corresponding to the number and shape of the sections (2, 6) of the rotor, wherein the winding (5) of the stator (1, 4) has a shape corresponding to of its shape, and the shaft (11) is connected to the rotor (2, 6) and is mounted on radial bearings, being connected at one end to the brake mechanism.

2. An electric motor according to claim 1, characterized in that the conical rotor sections (6) and their corresponding stator sections (4) have the same cone angle.

3. An electric motor according to claim 1, characterized in that each of the conical rotor sections (6) and their corresponding stator sections (4) have a different cone angle.

Electric motor according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the rotor sections (2) and (6) of the rotor have channels.

5. An electric motor according to claim 4, characterized in that the channels have a different number and profile for each section.

6. An electric motor according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the winding (5) of the stator (1, 4) is common to all its sections.

7. An electric motor according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the winding (5) of the stator (1, 4) is formed separately for each of its sections.