DE1041143B

DE1041143B - Electromagnetic brake for rotating shafts

Info

Publication number: DE1041143B
Application number: DEC13074A
Authority: DE
Inventors: Henri Fehr
Original assignee: Constructions Mecaniques SA
Current assignee: Constructions Mecaniques SA
Priority date: 1955-05-24
Filing date: 1956-05-24
Publication date: 1958-10-16

Description

Elektromagnetbremse für umlaufende Wellen Die Erfindung betrifft eine Elektromagnetbremse für umlaufende Wellen, die aus einem mit Polzähnen versehenen, induzierenden Stator und, einem mit Polzähnen versehenen induzierten Läufer besteht. Es sind homopolare Magnetbremsen bekannt, bei denen der volle mit gezahnten Wangen versehene (innere oder äußere) Stator die umlaufende Erregerspule umgibt (Fig. 1).Electromagnetic brake for rotating shafts The invention relates to a Electromagnetic brake for rotating shafts, which consist of a pole toothed, inducing stator and an induced rotor provided with pole teeth. Homopolar magnetic brakes are known in which the full one with toothed cheeks provided (inner or outer) stator surrounds the rotating excitation coil (Fig. 1).

Vor den Zähnen dieses Stators wandern die eingebetteten Zähne des induzierten und zu bremsenden Läufers vorbei, deren Zahl gleich derjenigen des Stators ist, wobei die Zahnkanten parallel oder schräg zur Drehachse verlaufen (Fig. 2).The embedded teeth of the wander in front of the teeth of this stator induced rotor to be braked, the number of which is equal to that of the stator is, the tooth edges running parallel or obliquely to the axis of rotation (Fig. 2).

Während der Relativbewegung der Zahnungen zueinander schwankt der Magnetfluß zwischen zwei Werten 0max und 0min, und erreicht 0max, wenn die Zahnachsen übereinstimmen (Fig.3), dagegen 0min, wenn die Zahnachsen des einen Teiles sich genau gegenüber den Zahnlücken des anderen Teiles befinden (Fig. 4).During the relative movement of the teeth to one another, the fluctuates Magnetic flux between two values 0max and 0min, and reaches 0max when the tooth axes match (Fig. 3), on the other hand 0min, if the tooth axes of one part are located exactly opposite the tooth gaps of the other part (Fig. 4).

Die Schwankungen des Magnetflusses d0 = 0max erzeugen Bremsströme, die sich wie 4O verhalten.The fluctuations in the magnetic flux d0 = 0max generate braking currents, behave like 4O.

Es sind auch Magnetbremsen bekannt, bei denen die Polzähne durch einzelne Spulen erregt werden und die so ausgeführt sind, daß sie fortlaufend ihre Polarität wechseln. Bei den bekannten Anordnungen ist jedoch der Läufer der induzierende Teil, und die Erregerspulen sind auf dem Läufer angeordnet, so daß die Stromzuführung über Schleifringe erfolgen muß.There are also magnetic brakes known in which the pole teeth by individual Coils are energized and which are designed so that they continuously change their polarity switch. In the known arrangements, however, the runner is the inducing part, and the excitation coils are arranged on the rotor, so that the power supply must be done via slip rings.

Durch die Erfindung wird die Stromzuführung zu den Erregerspulen über Schleifringe vermieden und gegenüber homopolaren Magnetbremsen bei gegebenen Abmessungen und gegebener Erregerstromstärke der Wert des Bremsmomentes mit steigender Umlaufgeschwindigkeit des Läufers vergrößert, während bei Stillstand des Läufers dieser in seiner Stillstandslage durch die magnetischen Anzugskräfte gehalten wird. Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß sich durch die Anordnung gemäß der Erfindung besonders günstige Kühlverhältnisse von Stator und Läufer ergeben, so daß die Bremse hochbelastet werden kann.With the invention, the power supply to the excitation coils is over Avoided slip rings and compared to homopolar magnetic brakes with given dimensions and given excitation current strength, the value of the braking torque with increasing rotational speed of the rotor is enlarged, while when the rotor is at a standstill, it is in its standstill position is held by the magnetic attraction forces. Another advantage of the invention is that the arrangement according to the invention is particularly favorable Cooling conditions of the stator and rotor result, so that the brakes are heavily loaded can.

Erreicht werden diese Vorteile nach der Erfindung dadurch, daß die Polzähne durch die Schenkelenden U-förmiger, radial gerichteter Magnetkerne gebildet sind, die auf dem Umfang des Stators und Läufers in gleichem Abstand verteilt parallel zur Wellenachse angeordnet sind, wobei die Magnetkerne des Stators durch je eine Erregerspule gegenüber den benachbarten Magnetkernen entgegengesetzt polarisiert sind und die Magnetkerne des Läufers durch einen magnetisch nichtleitenden, jedoch elektrisch gut leitenden Metallkörper ummantelt sind. In den Fig. 5 bis 7 ist ein Ausführungsbeispiel der Magnetbremse gemäß der Erfindung dargestellt.These advantages are achieved according to the invention in that the Pole teeth formed by the leg ends of U-shaped, radially directed magnetic cores are distributed in parallel on the circumference of the stator and rotor equally spaced are arranged to the shaft axis, the magnetic cores of the stator each by one Excitation coil polarized opposite to the neighboring magnetic cores are and the magnetic cores of the rotor by a magnetically non-conductive, however electrically conductive metal bodies are encased. In Figs. 5 to 7 is a Shown embodiment of the magnetic brake according to the invention.

Die Polzähne des Stators sind aus den Schenkelenden der U-förmigen Magnetkerne 61 gebildet, die auf dem Umfang des Stators in gleichem Abstand verteilt radial gerichtet parallel zur Wellenachse angeordnet sind und aus magnetisierbarem Werkstoff bestehen oder durch Dynamoblechpakete gebildet sind. Diese Magnetkerne 61 besitzen je eine Erregerspule 60, die derart polarisiert ist, daß die einander in der Umfangsrichtung folgenden Pole einer gleichen Seite abwechselnd Nord- und Südpol erhalten oder anders ausgedrückt, daß die Magnetkerne gegenüber den benachbarten Magnetkernen entgegengesetzt polarisiert sind. Am Umfang zweier feststehender Scheiben 63, 64 aus nicht magnetisierbarem Werkstoff sind die Magnetkerne 61 in einem solchen Abstand befestigt, daß zwischen den einzelnen Magnetkernen bzw. den Erregerspulen ein Zwischenraum für den Durchtritt der Kühlluft vorhanden ist.The pole teeth of the stator are from the leg ends of the U-shaped Magnetic cores 61 are formed, which are distributed on the circumference of the stator at the same distance are arranged radially parallel to the shaft axis and made of magnetizable Material exist or are formed by dynamo sheet packs. These magnetic cores 61 each have an excitation coil 60 which is polarized in such a way that the one another in the circumferential direction following poles of the same side alternately north and Get the South Pole or, in other words, that the magnetic cores are opposite to the neighboring ones Magnetic cores are polarized in opposite directions. On the circumference of two fixed discs 63, 64 made of non-magnetizable material are the magnetic cores 61 in such a material Distance attached that between the individual magnetic cores or the excitation coils there is a space for the cooling air to pass through.

Die Polzähne 65, 66 des Läufers, die den Polzähnen des Stators gegenübergestellt und in gleicher Anzahl wie die Polzähne des Stators vorhanden sind, sind aus halbringförmigen Magnetkernen 62 gebildet, die in einem ringförmigen Metallkörper 68 von halbringförmigem Querschnitt eingebettet sind, der magnetisch nichtleitend, jedoch elektrisch gut leitend ist und die Kraftlinien durch die in dem Metallkörper erzeugten Wirbelströme in den Polzähnen konzentriert. Während der Drehung der mittleren, den Läufer tragenden Scheibe 67 haben die die Bremsströme erzeugenden Schwankungen des Magnetflusses den Wert: A1(=+--(--)=2-der also viel größer ist als bei einem vollen Ständer. Diese Anordnung gestattet ferner das freie Durchströmen der Luft zwischen den Magnetkernen und eine bessere Ableitung der durch das Bremsen erzeugten Wärme.The pole teeth 65, 66 of the rotor, which are opposed to the pole teeth of the stator and in the same number as the pole teeth of the stator are present, are made of semicircular Magnetic cores 62 formed in an annular metal body 68 of semi-annular Cross-section are embedded, the magnetically non-conductive, but electrically good is conductive and the lines of force through the eddy currents generated in the metal body concentrated in the pole teeth. While turning the middle, The disc 67 carrying the rotor have the fluctuations which generate the braking currents of the magnetic flux has the value: A1 (= + - (-) = 2-which is much larger than one full stand. This arrangement also allows the air to flow freely through it between the magnetic cores and a better dissipation of the generated by braking Warmth.

Sie ist auch vorteilhaft, weil sie eine wesentliche Verminderung der Magnetverluste gestattet, die sich bei homopolaren Maschinen aus dem Vorhandensein einer bevorzugten Zone für die Magnetfelder ergeben, die in der geometrischen Achse dieser Maschinen liegt.It is also beneficial because it provides a substantial reduction in blood pressure Magnetic losses are permitted, which result from the presence in homopolar machines a preferred zone for the magnetic fields result in the geometric axis of these machines lies.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Magnetic brake for rotating shafts, consisting of an inducing stator provided with pole teeth and one with pole teeth provided induced runner, characterized. that the pole teeth through the opposing leg ends of U-shaped, radially directed magnetic cores (61, 62) are formed, which are equidistant on the circumference of the stator and rotor are arranged distributed parallel to the shaft axis, the magnetic cores (61) of the Stator by an excitation coil (60) opposite the neighboring magnetic cores are oppositely polarized and the magnetic cores (62) of the rotor by a Magnetically non-conductive, but electrically well-conductive metal body (68) encased are.

2. Magnetic brake according to claim 1, characterized in that the magnetic cores (62) of the rotor are embedded in an annular metal body (68) of semi-annular cross-section, which are attached to the circumference of a ring holder (67) rigidly connected to the rotating shaft, while the Magnetic cores (61) of the stator are attached to the circumference of two fixed disks (63, 64) made of non-magnetizable metal at such a distance from one another that there is a gap for the passage of the cooling air between the individual magnetic cores or excitation coils. Documents considered: French Patent No. 390368; British Patent Nos. 557 216, 574 276, 564 665, 612 320.