DE2648925C3

DE2648925C3 - Three-phase electromagnet

Info

Publication number: DE2648925C3
Application number: DE19762648925
Authority: DE
Inventors: Edmund Ing.(Grad.) 7730 Villingen Bausch; Walter Ing.(Grad.) 7213 Duningen Geist; Hans 7220 Schwenningen Sautter
Original assignee: Binder Magnete 7730 Villingen GmbH
Current assignee: Binder Magnete 7730 Villingen GmbH
Priority date: 1976-10-28
Filing date: 1976-10-28
Publication date: 1979-10-04
Also published as: DE2648925A1; DE2648925B2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Drehstrom-Elektromagneten gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a three-phase electromagnet according to the preamble of claim 1.

Ein derartiger Drehstrom-Elektromagnet ist aus der FR-PS 11 90 041 bekanntSuch a three-phase electromagnet is known from FR-PS 11 90 041

Derartige Elektromagnete haben ein großes Anwendungsfeld Eines davon ist die Anwendung als Elektromagnet zur Betätigung von ruhestrombetätigten ^M Federdruckbremsen, weiche als selbständige Einheit ausgebildet oder mit einem Elektromotor zu einer Einheit verbunden sind.Such electromagnets have a wide field of application. One of them is the application as an electromagnet for the actuation of normally closed ^M spring-loaded brakes, which are designed as an independent unit or are connected to an electric motor to form a unit.

Bei dem aus der FR-PS 1190041 bekannten Magneten werden Magnetkern und Anker aus bandför- ^)Γ) migem Stahl durch koaxiales Wickeln zu einem Ring gebildet Durch radial verlaufende Ausnehmungen in der dem Anker zugewandten Stirnseite des Magnetkerns werden Pole gebildet, weiche in ihrer übergeordneten Form einem Trapez gleichen. Jeder Pol wird mit einer Wicklung umgeben. Magnetkern und Anker sind in das topfartig verlängerte B-Lagerschild eines Elektromotors eingesetzt, wobei der Magnetkern ortsfest und der Anker durch Abstützung am Gehäuse drehfest aber axial beweglich befestigt ist Der Anker wird in axialer Richtung vom Magnetkern weg durch eine Feder mit seinem stirnseitig angebrachten Reibbelag gegen eine mit dem zweiten Motorwellenende orts- und drehfest verbundenen Scheibe gedrückt, wodurch es zu einer Abbremsung der Motorwelle kommt Die ^r'° Lüftung der Bremse erfolgt durch Anlegen einer mehrphasigen Spannung, wobei je Phase zwei sich gegenüberliegende Wicklungen in Reihe bestromt werden.In the magnet known from FR-PS 1190041, the magnet core and armature made of bandför- ^{) Γ)} migem steel are formed by coaxial winding to form a ring.Through radially extending recesses in the face of the magnet core facing the armature, poles are formed which are soft in their superordinate shape like a trapezoid. Each pole is surrounded with a winding. Magnetic core and armature are inserted into the pot-like extended B-end shield of an electric motor, whereby the magnetic core is stationary and the armature is fixed in a rotationally fixed but axially movable manner by being supported on the housing a location and rotatably connected disk is pressed, thereby causing a deceleration of the motor shaft with the second motor shaft end takes place, the ^r '° release of the brake by applying a polyphase voltage, per phase two opposing windings are energized in series.

Durch die trapezförmige Ausbildung der Pole wird ^r> der größtmögliche Polquerschnitt in Bezug auf die Flächenausnutzung bei vorgegebenen Außen- und Innendurchmesser von Magnetkern und Anker erreicht Der maximal durch den Pol fließende Magnetfluß teilt sich und fließt je zur Hälfte durch die Stege des ^b" Jochrückens. Entspricht nun der rechteckige Querschnitt des Steges der Hälfte der Polfläche, so besteht ein sehr großes Induktionsgefälle von Außen- zum Innendurchmesser mit einer niedrigen mittleren Induktion. Durch das Induktionsgefälle und die daraus ^hS entstehenden Querflüsse nehmen die Eisen- und Kupferverluste in starkem Maße zu. Um dies zu vermeiden, wird bei gleichbleibendem Polquerschnitt der Querschnitt im Steg des Jochrückens bei ebenfalls gleichbleibendem Außen- und Innendurchmesser durch Verbreiterung vergrößert Natürlich muß diese Verbreiterung auch am Anker vorgenommen werden, da hier die Verbältnisse gleich sind. Insgesamt ergeben sich die Nachteile durch eine breitere Geräteausführung, einer höheren Wirkleistung, welche sich besonders durch die Herabsetzung der Nennschaltleistung bei Federdruckbremsen bemerkbar macht, und einer relativ steilen Hubkraftkennlinnie.Due to the trapezoidal shape of the poles ^r> is the maximum pole cross section with respect to the use of space at predetermined outside and inside diameter of the magnet core and armature reaches the maximum current flowing through the pole magnetic flux is divided and flows divided equally by the webs of the ^b "Jochrückens. If the rectangular cross-section of the web corresponds to half of the pole face, there is a very large induction gradient from the outside to the inside diameter with a low average induction. The iron and copper losses ^{increase significantly due to the induction gradient and the cross flows resulting from it} To avoid this, the cross-section in the web of the yoke back is enlarged by widening with the same outside and inside diameter, with the same pole cross-section Device version, a higher effective power, which is particularly noticeable through the reduction in the nominal switching power of spring-loaded brakes, and a relatively steep lifting force characteristic.

Sieht die FR-PS 1190 041 einen größtmöglichen Polquerschnitt vor, so ist nach der US-PS 7 44 773 bei vergleichsweise ähnlichem Magnetsystemaufbau ein kleinstmöglicher Polquerschnitt vorgesehen. Dadurch ergeben sich eine relativ hohe Induktion und eine steile Hubkraftkennlinie bei relativ geringer Anfangshubkraft, welche nur durch eine erhöhte Leistue-raufnahme ausgeglichen werden können, wodurch dann als Folge die Nennschaltleistung herabgesetzt werden muß.If the FR-PS 1190 041 provides the largest possible pole cross-section, then according to the US-PS 7 44 773 at A comparatively similar magnet system structure is provided with the smallest possible pole cross-section. Through this the result is a relatively high induction and a steep lifting force characteristic with a relatively low initial lifting force, which can only be compensated by an increased intake of services, which then as a consequence the rated switching capacity must be reduced.

Aufgabe der Erfindung ist es, diese Nachteile zu vermeiden und bei gleichbleibendem Außen- und Innendurchmesser einen Drehstrom-Elektromagneten zu schaffen, der eine schmalere Bauform, eine geringere Wirkleistung und eine flachere Hubkraftkennlinie bei relativ gleichbleibender Anfangshubkraft und vorgegebenem Luftspalt hatThe object of the invention is to avoid these disadvantages and while maintaining the same external and Inside diameter to create a three-phase electromagnet, which has a narrower design, a smaller one Active power and a flatter lifting force characteristic with a relatively constant initial lifting force and a given Has air gap

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Polfläche angenähert aus einem Rechteck, dessen Breite vom Außendurchmesser bis zum mittleren Poldurchmesser reicht, und einem Trapez bestehtThis object is achieved according to the invention in that the pole face approximately consists of a rectangle, the width of which extends from the outer diameter to the mean pole diameter, and consists of a trapezoid

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist das Magnetsystem durch Einsetzen von Kurzschlußringen in die Pole auch für Wechselstrom anwendbar.According to a further embodiment of the invention, the magnet system is made by inserting short-circuit rings in the poles can also be used for alternating current.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß bei gleichbleibendem Außen- und Innendurchmesser des Magnetkerns durch die Querschnittsverminderung der Pole sich im Steg des Jochrückens ein wesentlich geringeres Induktionsgefälle vom Außen- zum Innendurchmesser bildet und damit die mittlere Induktion größer wird und auch die mittlere Windungslänge der Spule kleiner wird, wodurch die Breite des Magnetsystems herabgesetzt werden kann, die Eisen- und Kupferverluste geringer werden, die Hubkraftkennlinie bei relativ gleichbleibender Anfangskraft flacher wird und auch die Leistungsaufnahme geringer wird.The advantages achieved by the invention are in particular that with constant external and inner diameter of the magnetic core due to the cross-sectional reduction of the poles in the web of the The back of the yoke forms a much smaller induction gradient from the outer to the inner diameter and thus the mean induction is greater and the mean turn length of the coil is also smaller, whereby the The width of the magnet system can be reduced, the iron and copper losses are lower The lifting force characteristic becomes flatter with a relatively constant initial force and so does the power consumption becomes less.

Nachfolgend wird ein Drehstrom-Magnetsystem in Verbindung mit einer Federdruckbremse als Ausführungsbetspiel beschrieben, bei dem fin Gehäuse zur Aufnahme des Drehstrom-Elektromagneten, bestehend au.» einem Magnetkern und einem Anker, einer Reibescheibe, einem abschließenden Flansch und einem Mitnehmer dient Zur Befestigung und zum besseren Wärmeübergang ist der Magnetkern mit Kunststoff in das Gehäuse eingespritzt. Der Anker ist axial frei beweglich. Er ist von' einem Aluminium-Gehäuse eingefaßt, in dessen am Umfang angeordnete Ausnehmungen die mit Kunststoff ummantelten Nocken des Gehäuses eingreifen, wodurch der Anker axial beweglich aber gegen Drehung gesichert ist. Im nichterregten Zustand des Magnetsystems wird in axialer Richtung mit Druckfedern über den Anker auf die Reibscheibe Druck ausgelöst, wodurch es zum Abbremsen des Mitnehmers kommt. Beim Anlegen der Spannung wird der Anker entgegen der Federkraft angezogen und damit die Reibscheibe wieder freigegeben.In the following, a three-phase magnet system in connection with a spring-loaded brake is described as an exemplary embodiment, in which the fin housing for receiving the three-phase electromagnet, consisting of. a magnetic core and an armature, a friction disk, a final flange and a driver is used for fastening and for better heat transfer, the magnetic core is injected with plastic into the housing. The armature can move freely axially. It is surrounded by an aluminum housing, in whose circumferential recesses the plastic-coated cams of the housing engage, whereby the armature is axially movable but secured against rotation. In the non-excited state of the magnet system, pressure is applied to the friction disk in the axial direction with compression springs via the armature, which causes the driver to be braked. When the voltage is applied, the armature is pulled against the spring force and the friction disc is released again.

Der Magnetkern und der Anker werden aus einem zu einem Ring gewickelten Bandblech gebildet. ZurThe magnetic core and the armature are formed from sheet metal wound into a ring. To the

Bildung der Pole sind radial verlaufende Ausnehmungen im Magnetkern vorgesehen. Die Anzahl der Pole ist unter anderem abhängig von der Magnetgröße. Sie ist immer durch drei teilbar und beträgt mindestens sechs. Jedem Pol ist eine Spule zugeordnet Es werden bei einem Magnetsystem mit sechs Polen jeweils zwei sich gegenüberliegende, bei neun Polen jeweils drei mit einem Winkel von 120" zueinander usw. in Reihe geschaltet Dadurch soll erreicht werden, daB der Anker nicht einseitig angezogen wird.Radial recesses are provided in the magnetic core to form the poles. The number of poles is among other things depending on the magnet size. It is always divisible by three and is at least six. A coil is assigned to each pole. In a magnet system with six poles, two become each other Opposite, with nine poles three each at an angle of 120 "to each other, etc. in series switched This is to ensure that the armature is not tightened on one side.

Claims

Claims;

1. Three-phase electromagnet, in particular for the actuation of spring-loaded brakes, with an armature wound from sheet metal coaxially to form a ring and a magnet core whose side facing the armature is provided with radially extending recesses to form poles, the cross-section of which is constant with the outer and inner diameter the magnetic core symmetrically reduced from the outside to inside, characterized in that the pole face is approximately a rectangle, whose width ranges from the outer diameter to the middle pole diameter, and consists of a trapezium ⁵

2. Three-phase electromagnet according to claim 1, characterized in that the magnet system can also be used for alternating voltage by inserting short-circuit rings in the poles

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