RU2558704C1 - Double axial asynchronous machine with in-built brake mechanism - Google Patents

Double axial asynchronous machine with in-built brake mechanism Download PDF

Info

Publication number
RU2558704C1
RU2558704C1 RU2014113838/07A RU2014113838A RU2558704C1 RU 2558704 C1 RU2558704 C1 RU 2558704C1 RU 2014113838/07 A RU2014113838/07 A RU 2014113838/07A RU 2014113838 A RU2014113838 A RU 2014113838A RU 2558704 C1 RU2558704 C1 RU 2558704C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
rotor
stator
axial
shaft
electric machine
Prior art date
Application number
RU2014113838/07A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сергей Анатольевич Попов
Владимир Евгеньевич Нечесов
Петр Юрьевич Пономарев
Вера Сергеевна Спичак
Максим Сергеевич Попов
Александра Александровна Ладенко
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВПО "КубГТУ")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВПО "КубГТУ") filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВПО "КубГТУ")
Priority to RU2014113838/07A priority Critical patent/RU2558704C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2558704C1 publication Critical patent/RU2558704C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: electricity.
SUBSTANCE: double axial asynchronous machine with in-built brake mechanism comprises a prefabricated symmetric body with the central circular cavity, stator, rotor, magnet cores of stator and rotor with windings, side shields with bearings, the rotor shaft, brake mechanism and a spring. The stator frame is made as an outer cylindrical rim and forms an integral part of the central backing plate, at which axial surfaces the stator magnet cores with windings are fixed rigidly. The rotor shaft is of double-stepped type. Distance between shoulders placed closer to the shaft centre is more than distance between outer axial surfaces of the stator magnet cores per a value twice as big as the value of operating air gap. The rotor packs are made as annular disks with a brake spring installed between them so that they may be moved in axial direction along the axis.
EFFECT: improving operational reliability, simplifying manufacturing technology at simultaneous reduction of own costs.
6 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к электротехнике, а именно к сдвоенным аксиальным (торцовым) асинхронным электрическим машинам с двухдисковым статором и двухдисковым ротором.The invention relates to electrical engineering, namely to dual axial (end) asynchronous electric machines with a two-disk stator and a two-disk rotor.

Изобретение может найти широкое применение в тех отраслях машиностроения, где требуется создание компактных электроприводных систем с оптимальными эксплуатационно-техническими характеристиками, обеспечивающими быстрое затормаживание приводного вала после отключения электропитания машины: на транспорте, в грузоподъемных механизмах, эскалаторах, в текстильной, бумажной и других отраслях промышленности.The invention can be widely used in those engineering sectors where the creation of compact electric drive systems with optimal operational and technical characteristics is required, which ensure fast braking of the drive shaft after turning off the power to the machine: in transport, in hoisting mechanisms, escalators, in textile, paper and other industries .

Известна двусторонняя асинхронная торцовая электрическая машина с одним диском ротора и двумя дисками статора [Патент РФ №2232459], в которой достигается разгрузка подшипников вала электрической машины от действия осевых сил за счет взаимной компенсации осевых сил притяжения магнитопроводов статора и ротора.A double-sided asynchronous end-face electric machine with one rotor disk and two stator disks is known [RF Patent No. 2232459], in which the shaft bearings of the electric machine are unloaded from the action of axial forces due to the mutual compensation of the axial forces of attraction of the stator and rotor magnetic circuits.

Однако эта машина не имеет встроенных тормозных устройств, которые срабатывали бы при отключении электропитания обмоток магнитопроводов статора и обеспечивали бы быстрое торможение вращающихся по инерции масс, связанных с валом ротора. В этом случае требуется установка внешнего тормозного устройства, а это увеличивает габариты приводного агрегата и его себестоимость.However, this machine does not have built-in braking devices that would be triggered when the power supply to the windings of the stator magnetic circuits was disconnected and would provide fast braking of the masses of inertia rotating associated with the rotor shaft. In this case, the installation of an external brake device is required, and this increases the dimensions of the drive unit and its cost.

Известна электрическая машина со встроенным тормозным устройством [Патент РФ №2262175], содержащая однодисковый статор и однодисковый ротор, отличающаяся тем, что диск ротора сопряжен с валом ротора посредством шлицевого соединения, допускающего осевое смещение диска ротора относительно вала, а тормозное устройство размещено на несущем щите корпуса электрической машины и включается в режим торможения под действием пружины после отключения электропитания обмотки магнитопровода статора. Эта электрическая машина отличается малыми осевыми габаритами, удобна в наладке и техническом обслуживании.A known electric machine with an integrated brake device [RF Patent No. 2262175], comprising a single-disk stator and a single-disk rotor, characterized in that the rotor disk is mated to the rotor shaft by means of a spline connection allowing axial displacement of the rotor disk relative to the shaft, and the brake device is placed on the support plate the body of the electric machine and turns on in the braking mode under the action of the spring after disconnecting the power supply to the stator magnetic circuit winding. This electric machine is characterized by small axial dimensions, convenient in commissioning and maintenance.

Однако при одном диске ротора и одном диске статора увеличение мощности машины имеет ограниченные возможности. Кроме того, некоторые элементы конструкции, в частности корпус машины, технологически сложны в изготовлении.However, with one rotor disk and one stator disk, an increase in machine power has limited capabilities. In addition, some structural elements, in particular the machine body, are technologically difficult to manufacture.

Наиболее близким по технической сущности к заявленному изобретению является двусторонняя торцовая асинхронная электрическая машина со встроенным тормозным устройством [Патент РФ №2290735], содержащая сборный корпус с центральной кольцевой полостью, магнитопроводы статора и ротора с обмотками, вал ротора и его подшипники, тормозное устройство и его пружину. При этом вал ротора электрической машины выполнен составным из двух частей, несущих по одному жестко закрепленному диску ротора и сопряженных между собой посредством шлицевого соединения, допускающего малое относительное смещение частей вала вдоль его оси. Тормозное устройство размещено на несущем щите корпуса электрической машины и включается в режим торможения под действием пружины после отключения электропитания обмотки магнитопровода статора. При этом на каждой из частей вала ротора, сопряженных между собой, установлен отдельный подшипник, с наружным кольцом каждого из которых связана втулка, входящая в отверстие цилиндрического стакана корпуса статора и имеющая возможность малого осевого смещения относительно корпуса статора совместно с подшипником и частью вала ротора, на которой установлен подшипник. Эта электрическая машина отличается малыми осевыми габаритами, высокой нагрузочной способностью, хорошей самовентиляционной системой охлаждения.Closest to the technical nature of the claimed invention is a two-way end-face asynchronous electric machine with an integrated brake device [RF Patent No. 2290735], comprising a prefabricated housing with a central annular cavity, magnetic circuits of the stator and rotor with windings, the rotor shaft and its bearings, the brake device and its spring. In this case, the rotor shaft of the electric machine is made up of two parts, each bearing one rigidly mounted rotor disk and conjugated to each other by means of a spline connection allowing a small relative displacement of the shaft parts along its axis. The brake device is placed on the supporting shield of the body of the electric machine and is switched on in the braking mode under the action of the spring after disconnecting the power supply to the stator magnetic circuit winding. At the same time, a separate bearing is mounted on each of the parts of the rotor shaft that are interconnected with each other, and a sleeve is connected to the outer ring that enters the hole of the cylindrical cup of the stator housing and has the possibility of small axial displacement relative to the stator housing together with the bearing and part of the rotor shaft on which the bearing is mounted. This electric machine is characterized by small axial dimensions, high load capacity, good self-ventilation cooling system.

Однако ее конструкция имеет большое число составных деталей со сложной геометрической формой (например, ротор и его вал, который состоит из двух частей), что ведет к достаточно сложной технологии его изготовления. Помимо этого выходные валы ротора выполнены подвижными относительно корпуса, что ведет к усложнению сопряжения электрической машины с рабочим механизмом и требует повышенной точности установки. Большое число взаимно перемещающихся составных деталей со сложной геометрией и повышенные требования к точности установки и в том числе электрической машины по отношению к приводному механизму, наличие осевых усилий, действующих на радиально-упорные подшипники в процессе пуска и торможения, в целом снижают эксплуатационную надежность электрической машины.However, its design has a large number of composite parts with a complex geometric shape (for example, a rotor and its shaft, which consists of two parts), which leads to a rather complicated technology for its manufacture. In addition, the output shafts of the rotor are made movable relative to the housing, which complicates the coupling of the electric machine with the working mechanism and requires increased installation accuracy. A large number of mutually moving components with complex geometry and increased requirements for installation accuracy, including an electric machine with respect to the drive mechanism, the presence of axial forces acting on angular contact bearings during start-up and braking, generally reduce the operational reliability of the electric machine .

Заявленное изобретение решает задачу упрощения конструкции электрической машины и соединения с производственным механизмом при сохранении малых осевых габаритов, высокой нагрузочной способности и хорошей самовентиляционной системы охлаждения.The claimed invention solves the problem of simplifying the design of an electric machine and connecting to a production mechanism while maintaining small axial dimensions, high load capacity and a good self-ventilation cooling system.

Технический результат заключается в повышении эксплуатационной надежности электрической машины, упрощении технологии изготовления при одновременном снижении себестоимости изготовления.The technical result consists in increasing the operational reliability of an electric machine, simplifying manufacturing technology while reducing manufacturing costs.

Технический результат достигается тем, что в сдвоенной аксиальной асинхронной электрической машине со встроенным тормозным устройством, содержащей сборный симметричный корпус с центральной кольцевой полостью, статор, ротор, магнитопроводы статора и ротора с обмотками, боковые щиты с подшипниками, вал ротора, тормозное устройство и пружину, корпус статора в форме наружного цилиндрического обода составляет единое целое с центральным опорным диском, на аксиальных поверхностях которого жестко закреплены магнитопроводы статора с обмотками, вал ротора выполнен двухступенчатым, причем расстояние между заплечниками, расположенными ближе к центру вала, больше расстояния между внешними аксиальными поверхностями магнитопроводов статоров на величину, в два раза превышающую величину рабочего воздушного зазора, при этом пакеты роторов выполнены в форме кольцевых дисков с установленной между ними на валу тормозной пружиной с возможностью их аксиального перемещения вдоль оси.The technical result is achieved in that in a dual axial asynchronous electric machine with an integrated brake device, comprising a prefabricated symmetrical housing with a central annular cavity, a stator, a rotor, magnetic circuits of the stator and rotor with windings, side shields with bearings, rotor shaft, brake device and spring, the stator housing in the form of an external cylindrical rim is integral with the central support disk, on the axial surfaces of which the stator magnetic circuits are rigidly fixed to the winding mi, the rotor shaft is made two-stage, and the distance between the shoulder pads located closer to the center of the shaft is greater than the distance between the external axial surfaces of the stator magnetic circuits by an amount twice the size of the working air gap, while the rotor packages are made in the form of ring disks with them on the shaft with a brake spring with the possibility of their axial movement along the axis.

Вал ротора крепится в боковых щитах двигателя при помощи радиальных подшипников, наружные кольца каждого из которых входят в отверстие боковых щитов корпуса статора, а внутренние кольца упираются в заплечники, расположенные ближе к концам вала ротора.The rotor shaft is mounted in the side shields of the motor using radial bearings, the outer rings of each of which enter the hole of the side shields of the stator housing, and the inner rings abut against the shoulders located closer to the ends of the rotor shaft.

Между каждой из внутренних аксиальных поверхностей пакетов роторов и заплечниками, расположенными ближе к центру вала ротора, образованы зазоры, равные величине встречного смещения пакетов роторов по шлицам вала ротора при подключении обмоток магнитопроводов статора к сети.Between each of the internal axial surfaces of the rotor packages and shoulder pads located closer to the center of the rotor shaft, gaps are formed equal to the amount of counter displacement of the rotor packages along the splines of the rotor shaft when connecting the stator magnetic coil windings to the network.

Тормозная пружина упирается обоими своими торцами через надетые на вал ротора упорные кольца.The brake spring abuts against both its ends through the thrust rings mounted on the rotor shaft.

Наружный цилиндрический обод корпуса статора с внешних сторон содержит отверстия для контроля над состоянием и толщиной тормозных накладок, одновременно служащие дополнительными вентиляционными отверстиями.The outer cylindrical rim of the stator housing from the outer sides contains holes for monitoring the condition and thickness of the brake linings, while serving as additional ventilation holes.

Пакеты роторов сопряжены с валом ротора посредством шлицевых соединений.Packages of rotors are coupled to the rotor shaft by means of spline connections.

Предлагаемая конструкция электрической машины достаточно проста и технологична.The proposed design of an electric machine is quite simple and technological.

Вал ротора электрической машины выполнен цельным (не требует точного соединения двух составных частей) и неподвижным в осевом направлении относительно статора и приводного механизма, что ведет к упрощению совмещения электрической машины с приводным механизмом.The rotor shaft of the electric machine is made integral (does not require the exact connection of two components) and is stationary in the axial direction relative to the stator and the drive mechanism, which leads to simplification of the combination of the electric machine with the drive mechanism.

Уменьшение количества взаимно перемещающихся составных деталей со сложной геометрией и применение роторов с простой геометрической формой в виде кольцевого диска приводят к сокращению сложности, числа изготавливаемых деталей и упрощению их сборки.Reducing the number of mutually moving composite parts with complex geometry and the use of rotors with a simple geometric shape in the form of an annular disk reduce the complexity, number of manufactured parts and simplify their assembly.

Симметричная конструкция электрической машины позволяет полностью разгрузить подшипники от осевых усилий в любом режиме работы (осевые усилия в процессе торможения действуют через тормозные устройства на статор, а в режиме пуска и работы - на заплечники вала ротора и взаимно компенсируются), что дает возможность заменить радиально-упорные подшипники на радиальные и увеличить ресурс и долговечность электрической машины.The symmetrical design of the electric machine allows you to completely unload the bearings from axial forces in any mode of operation (axial forces during braking act through the braking devices on the stator, and in the start-up and operation modes, on the shoulders of the rotor shaft and are mutually compensated), which makes it possible to replace the radially thrust bearings on the radial and increase the resource and durability of the electric machine.

В результате все это ведет к повышению эксплуатационной надежности электрической машины при одновременном снижении себестоимости ее изготовления.As a result, all this leads to an increase in the operational reliability of the electric machine while reducing the cost of its manufacture.

Сущность изобретения поясняется чертежами: на фиг.1 показан общий вид сдвоенной аксиальной асинхронной электрической машины со встроенным тормозным устройством; на фиг.2 показан вид сбоку сдвоенной аксиальной асинхронной электрической машины со встроенным тормозным устройством.The invention is illustrated by drawings: in Fig.1 shows a General view of a dual axial asynchronous electric machine with integrated braking device; figure 2 shows a side view of a dual axial asynchronous electric machine with integrated braking device.

Сборный корпус электрической машины состоит из корпуса статора 1, имеющего центральный опорный диск 2, выполненный единым с наружным цилиндрическим ободом 3, и двух симметрично расположенных боковых щитов 4 и 5, жестко присоединенных к ободу 3 корпуса статора 1 винтами 6 и несущих тормозные кольцевые накладки 7. Накладки 7, оснащенные подложками 8, жестко связаны с резьбовыми втулками 9, имеющими кольцевые выступы с регулировочными прокладками 10. Весь этот узел крепится в боковых щитах 4 и 5 корпуса машины 1 изнутри его центральной кольцевой полости при помощи винтов 11, вкрученных в резьбовые втулки 9 с внешней стороны боковых щитов 4 и 5.The prefabricated casing of the electric machine consists of a stator casing 1, having a central supporting disk 2, made integral with the outer cylindrical rim 3, and two symmetrically located side shields 4 and 5, rigidly attached to the rim 3 of the stator casing 1 with screws 6 and bearing brake ring plates 7 The pads 7, equipped with substrates 8, are rigidly connected with threaded bushings 9 having annular protrusions with adjusting gaskets 10. This entire assembly is mounted in the side shields 4 and 5 of the machine body 1 from the inside of its central annular polo ti by means of screws 11, screwed into the threaded sleeve 9 on the outer side of the side boards 4 and 5.

Центральный опорный диск 2 корпуса статора 1 разделяет центральную кольцевую полость машины на две симметрично расположенные области, в которых размещены магнитопроводы статора 12, 13 с m-фазными обмотками возбуждения 14 и пакеты роторов, выполненных в форме кольцевых дисков, состоящих из магнитопроводов ротора 15, 16 с короткозамкнутыми обмотками 17, жестко закрепленных на ступицах роторов 18, 19.The central supporting disk 2 of the stator housing 1 divides the central annular cavity of the machine into two symmetrically located regions, in which the stator magnetic circuits 12, 13 with m-phase field windings 14 and rotor packages made in the form of ring disks consisting of rotor magnetic circuits 15, 16 are placed with short-circuited windings 17, rigidly fixed to the hubs of the rotors 18, 19.

К наружным аксиальным плоскостям пакеты роторов посредством винтов 20 жестко присоединены кольцевые закаленные пластины 21, 22, которые в обесточенном состоянии m-фазных обмоток возбуждения 14 магнитопроводов статора 12, 13 плотно прилегают к тормозным кольцевым накладкам 7 боковых щитов 4, 5.Ring rotary plates 21, 22 are rigidly attached to the outer axial planes by means of screws 20, which, in the de-energized state of the m-phase field windings 14 of the stator magnetic circuits 12, 13, are tightly attached to the brake ring plates 7 of the side shields 4, 5.

Вал ротора 23 выполнен цельным и ступенчатым, имеющим два выступа с увеличивающимися диаметрами от краев к центру, базируется на радиальных подшипниках 24, 25, с наружными кольцами которых связаны боковые щиты 4 и 5, а внутренние кольца фиксированы заплечниками 26, 27 вала ротора 23, и соединенный с магнитопроводами ротора 15, 16 через ступицы 18, 19 посредством шлицевых соединений 28, 29 с возможностью их осевых перемещений под воздействием тормозной пружины 30. Перемещения пакетов роторов ограничиваются в выключенном состоянии тормозными кольцевыми накладками 7, а во включенном состоянии, при сжатой тормозной пружине 30, заплечниками 31, 32 вала ротора 23, выполненный таким образом, что расстояние между ними обеспечивает рабочие воздушные зазоры 5 между магнитопроводом статора 12 и магнитопроводом ротора 15, магнитопроводом статора 13 и магнитопроводом ротора 16, при этом расстояние между заплечниками 31, 32 вала ротора 23 больше расстояния между внешними аксиальными поверхностями магнитопроводов статоров 12, 13 на величину 28.The rotor shaft 23 is made integral and stepped, having two protrusions with increasing diameters from the edges to the center, based on radial bearings 24, 25, with the outer rings of which are connected side shields 4 and 5, and the inner rings are fixed by the shoulder pads 26, 27 of the rotor shaft 23, and connected to the magnetic circuits of the rotor 15, 16 through the hubs 18, 19 by means of spline joints 28, 29 with the possibility of their axial movements under the influence of the brake spring 30. The movement of the rotor packages is limited in the off state by the brake ring n masonry 7, and in the on state, with the compressed brake spring 30, the shoulders 31, 32 of the rotor shaft 23, made in such a way that the distance between them provides working air gaps 5 between the magnetic circuit of the stator 12 and the magnetic circuit of the rotor 15, the magnetic circuit of the stator 13 and the magnetic circuit of the rotor 16, the distance between the shoulder pads 31, 32 of the rotor shaft 23 is greater than the distance between the external axial surfaces of the magnetic circuits of the stators 12, 13 by 28.

Тормозная пружина 30 размещена на валу ротора 23 и упирается своими торцами через упорные кольца 33, 34 в ступицы роторов 18 и 19. Упорные кольца 33, 34 служат для равномерного распределения усилия тормозной пружины 30 по внутренней аксиальной поверхности ступиц роторов 18, 19.The brake spring 30 is placed on the shaft of the rotor 23 and abuts with its ends through the thrust rings 33, 34 into the hubs of the rotors 18 and 19. The thrust rings 33, 34 serve to evenly distribute the forces of the brake spring 30 along the inner axial surface of the hubs of the rotors 18, 19.

Вал ротора 23 имеет выходные шлицевые отверстия 35, 36 для присоединения приводного механизма.The rotor shaft 23 has output spline holes 35, 36 for connecting the drive mechanism.

В машине реализована самовентиляционная система охлаждения, включающая сеть вентиляционных отверстий 37 (фиг.2), выполненных в боковых щитах 4, 5 корпуса статора 1, сеть радиальных вентиляционных каналов 38 - под опорными поверхностями его магнитопроводов, осевые вентиляционные каналы 39 - в дисках роторов, вентиляционные лопатки 40, 41 - на наружных поверхностях дисков роторов и внутреннюю вентиляционную полость 42 центрального опорного диска 2 корпуса статора 1. Для подвода охлаждающего воздуха в центральную полость машины служат вентиляционные отверстия 37 (фиг.2), а для выброса нагретых воздушных масс из полости машины предназначены вентиляционные отверстия 43, 44 обода 3 корпуса статора 1. Отверстия 44 используются также для контроля над состоянием тормозных кольцевых накладок 7.A self-ventilation cooling system is implemented in the machine, including a network of ventilation holes 37 (Fig. 2) made in the side shields 4, 5 of the stator housing 1, a network of radial ventilation channels 38 - under the supporting surfaces of its magnetic cores, axial ventilation channels 39 - in the rotor disks, ventilation blades 40, 41 - on the outer surfaces of the rotor disks and the internal ventilation cavity 42 of the central support disk 2 of the stator housing 1. For supplying cooling air to the central cavity of the machine, the ventilation holes 37 (Figure 2), and for discharging the heated air mass from the cavity machines are ventilation openings 43, 44 of the rim 3 of the stator housing 1. Holes 44 are also used to control the state of the brake linings 7 ring.

Для осуществления монтажа электрической машины предусмотрены проушины 47 (фиг.2), жестко связанные с ободом 3 корпуса статора 1.To carry out the installation of the electric machine, eyes 47 are provided (FIG. 2), rigidly connected to the rim 3 of the stator housing 1.

Электрическая машина работает следующим образом.The electric machine operates as follows.

При подключении электрической машины к сети m-фазных обмоток возбуждения 14 магнитопроводов статора 12, 13 возникает пусковой ток, превышающий номинальный ток рабочего режима машины, вследствие чего возникает магнитное поле, под воздействием осевых электромагнитных сил которого оба пакета ротора вместе совершают встречное осевое смещение по шлицевым соединениям 28, 29 вдоль вала 23. При этом тормозная пружина 30 получает дополнительное сжатие и зазоры Δ между внутренними аксиальными поверхностями ступиц роторов 18, 19 и заплечниками 31, 32 вала ротора 23 уменьшаются. Между тормозными кольцевыми накладками 7 и пластинами 21, 22 дисков ротора образуются зазоры, равные величине Δ, а между аксиальными рабочими поверхностями магнитопроводов статора 12, 13 и ротора 15, 16 устанавливаются рабочие зазоры 5, сохраняющиеся в процессе вращения ротора, которое он получает в результате действия вращающегося магнитного поля. Осевые силы притяжения магнитопроводов статора 12, 13 и ротора 15, 16 превышают силу сжатия тормозной пружины 30, поэтому между внутренними аксиальными поверхностями ступиц роторов 18, 19, упорными кольцами 33, 34 и тормозной пружиной 30 возникают усилия взаимодействия, равные разности силы притяжения магнитопроводов статора 12, 13 и ротора 15, 16 и силы сжатия тормозной пружины 30, которые воспринимаются заплечниками 31, 32 вала ротора 23. Так как силы притяжения двух пакетов роторов равны по модулю, но направлены встречно, то они взаимно компенсируются заплечниками 31, 32 вала ротора 23 и полностью разгружают радиальные подшипники 24, 25 вала ротора 23, что положительно отражается на ресурсе и долговечности электрической машины.When the electric machine is connected to the network of m-phase field windings 14 of the stator magnetic circuits 12, 13, an inrush current occurs in excess of the rated current of the machine operating mode, resulting in a magnetic field, under the influence of the axial electromagnetic forces of which both rotor packets together make a counter axial displacement along the splined connections 28, 29 along the shaft 23. In this case, the brake spring 30 receives additional compression and gaps Δ between the inner axial surfaces of the hubs of the rotors 18, 19 and the shoulders 31, 32 of the shaft ro torus 23 are reduced. Between the brake ring linings 7 and the plates 21, 22 of the rotor discs, gaps equal to Δ are formed, and between the axial working surfaces of the stator magnetic circuits 12, 13 and rotor 15, 16, working gaps 5 are maintained, which remain during the rotation of the rotor, which it receives as a result action of a rotating magnetic field. The axial forces of attraction of the magnetic circuits of the stator 12, 13 and rotor 15, 16 exceed the compression force of the brake spring 30, therefore, between the internal axial surfaces of the hubs of the rotors 18, 19, thrust rings 33, 34 and the brake spring 30, interaction forces equal to the difference of the attractive forces of the magnetic circuits of the stator 12, 13 and the rotor 15, 16 and the compression forces of the brake spring 30, which are perceived by the shoulder pads 31, 32 of the rotor shaft 23. Since the attractive forces of the two packages of rotors are equal in magnitude, but are directed counterclockwise, they mutually compensate for the the rotors of the rotor shaft 23, 32, and completely unload the radial bearings 24, 25 of the rotor shaft 23, which positively affects the resource and durability of the electric machine.

Самовентиляционная система охлаждения машины функционирует за счет поступления вовнутрь центральной кольцевой полости машины охлаждающих воздушных потоков через вентиляционные отверстия 37 в боковых щитах 4, 5 корпуса статора 1, отверстия 39 в ступицах роторов 18, 19, радиальные вентиляционные каналы 38 и выброса нагретого воздуха наружу под действием центробежных сил, возникающих при вращении ротора, через вентиляционным отверстиям 43, 44 обода 3 корпуса статора 1.The self-ventilation system of the machine’s cooling operates due to the cooling air flow entering the central annular cavity of the machine through the ventilation holes 37 in the side shields 4, 5 of the stator housing 1, the holes 39 in the hubs of the rotors 18, 19, the radial ventilation ducts 38 and the heated air is ejected out centrifugal forces arising from the rotation of the rotor through the ventilation holes 43, 44 of the rim 3 of the stator housing 1.

При отключении электропитания от m-фазных обмоток возбуждения 14 исчезает магнитный поток, удерживающий пакеты роторов в рабочем положении. Вследствие этого тормозная пружина 30 вызывает обратное взаимное осевое смещение их по шлицевым соединениям 28, 29 вдоль вала 23. При этом каждый пакет ротора входит в контакт со своей тормозной накладкой, а между внутренними аксиальными поверхностями ступиц роторов 18, 19 и заплечниками 31, 32 вала ротора 23 образуются зазоры, равные величине Δ. В результате трения поверхностей закаленных пластин 21, 22 пакетов роторов и тормозными кольцевыми накладками 7 происходит остановка ротора.When the power is disconnected from the m-phase field windings 14, the magnetic flux disappears, which keeps the rotor packets in position. As a result, the brake spring 30 causes a reciprocal axial displacement of them along the spline joints 28, 29 along the shaft 23. Moreover, each rotor package comes into contact with its brake lining, and between the inner axial surfaces of the hubs of the rotors 18, 19 and the shoulder shoulders 31, 32 of the shaft of the rotor 23, gaps equal to Δ are formed. As a result of friction of the surfaces of the hardened plates 21, 22 of the packages of rotors and brake ring linings 7, the rotor stops.

Claims (6)

1. Сдвоенная аксиальная асинхронная электрическая машина со встроенным тормозным устройством, содержащая сборный симметричный корпус с центральной кольцевой полостью, статор, ротор, магнитопроводы статора и ротора с обмотками, боковые щиты с подшипниками, вал ротора, тормозное устройство и пружину, отличающаяся тем, что корпус статора в форме наружного цилиндрического обода составляет единое целое с центральным опорным диском, на аксиальных поверхностях которого жестко закреплены магнитопроводы статора с обмотками, вал ротора выполнен двухступенчатым, причем расстояние между заплечниками, расположенными ближе к центру вала, больше расстояния между внешними аксиальными поверхностями магнитопроводов статоров на величину, в два раза превышающую величину рабочего воздушного зазора, при этом пакеты роторов выполнены в форме кольцевых дисков с установленной между ними на валу тормозной пружиной с возможностью их аксиального перемещения вдоль оси.1. A dual axial asynchronous electric machine with an integrated brake device, comprising a prefabricated symmetrical housing with a central annular cavity, a stator, a rotor, stator and rotor magnetic circuits with windings, side shields with bearings, a rotor shaft, a brake device and a spring, characterized in that the housing the stator in the form of an external cylindrical rim is integral with the central support disk, on the axial surfaces of which the stator magnetic circuits with windings are rigidly fixed, the rotor shaft is made n two-stage, and the distance between the shoulder pads located closer to the center of the shaft is greater than the distance between the external axial surfaces of the stator cores by an amount twice the size of the working air gap, while the rotor packages are made in the form of ring disks with a brake disc installed between them spring with the possibility of their axial movement along the axis. 2. Сдвоенная аксиальная асинхронная электрическая машина со встроенным тормозным устройством по п.1, отличающаяся тем, что вал ротора крепится в боковых щитах двигателя при помощи радиальных подшипников, наружные кольца каждого из которых входят в отверстие боковых щитов корпуса статора, а внутренние кольца упираются в заплечники, расположенные ближе к концам вала ротора.2. A double axial asynchronous electric machine with an integrated brake device according to claim 1, characterized in that the rotor shaft is mounted in the side shields of the motor using radial bearings, the outer rings of each of which enter the hole of the side shields of the stator housing, and the inner rings abut Shoulders located closer to the ends of the rotor shaft. 3. Сдвоенная аксиальная асинхронная электрическая машина со встроенным тормозным устройством по п.1, отличающаяся тем, что между каждой из внутренних аксиальных поверхностей пакетов роторов и заплечниками, расположенными ближе к центру вала ротора, образованы зазоры, равные величине встречного смещения пакетов роторов по шлицам вала ротора при подключении обмоток магнитопроводов статора к сети.3. A double axial asynchronous electric machine with an integrated brake device according to claim 1, characterized in that between each of the inner axial surfaces of the rotor packages and the shoulders located closer to the center of the rotor shaft, gaps are formed equal to the value of the counter displacement of the rotor packages along the shaft splines. the rotor when connecting the windings of the stator magnetic circuits to the network. 4. Сдвоенная аксиальная асинхронная электрическая машина со встроенным тормозным устройством по п.1, отличающаяся тем, что тормозная пружина упирается обоими своими торцами через надетые на вал упорные кольца.4. A dual axial asynchronous electric machine with an integrated brake device according to claim 1, characterized in that the brake spring abuts with both of its ends through thrust rings mounted on the shaft. 5. Сдвоенная аксиальная асинхронная электрическая машина со встроенным тормозным устройством по п.1, отличающаяся тем, что наружный цилиндрический обод корпуса статора с внешних сторон содержит отверстия для контроля над состоянием и толщиной тормозных накладок, одновременно служащие дополнительными вентиляционными отверстиями.5. A dual axial asynchronous electric machine with an integrated brake device according to claim 1, characterized in that the outer cylindrical rim of the stator housing on the outside contains openings for monitoring the condition and thickness of the brake linings, which simultaneously serve as additional ventilation openings. 6. Сдвоенная аксиальная асинхронная электрическая машина со встроенным тормозным устройством по п.1, отличающаяся тем, что пакеты роторов сопряжены с валом ротора посредством шлицевых соединений. 6. A dual axial asynchronous electric machine with an integrated brake device according to claim 1, characterized in that the rotor packages are coupled to the rotor shaft by means of splined joints.
RU2014113838/07A 2014-04-08 2014-04-08 Double axial asynchronous machine with in-built brake mechanism RU2558704C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014113838/07A RU2558704C1 (en) 2014-04-08 2014-04-08 Double axial asynchronous machine with in-built brake mechanism

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014113838/07A RU2558704C1 (en) 2014-04-08 2014-04-08 Double axial asynchronous machine with in-built brake mechanism

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2558704C1 true RU2558704C1 (en) 2015-08-10

Family

ID=53795992

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014113838/07A RU2558704C1 (en) 2014-04-08 2014-04-08 Double axial asynchronous machine with in-built brake mechanism

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2558704C1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU174156U1 (en) * 2017-06-01 2017-10-05 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский горный университет" MULTISTATOR ASYNCHRONOUS MOTOR
RU2642435C1 (en) * 2017-03-27 2018-01-25 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВО "КубГТУ") Self-braking coupled axial asynchronous motor
RU2655378C1 (en) * 2017-03-27 2018-05-28 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВО "КубГТУ") Self-braking double axial asynchronous electric motor for flow line drive
RU2661641C1 (en) * 2017-03-27 2018-07-18 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВО "КубГТУ") Self-braking asynchronous electric motor with double squirrel-cage rotor for drive of flow lines

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4456845A (en) * 1981-08-20 1984-06-26 General Electric Company Dynamoelectric machine, bearing devices, wick and bearing assemblies
RU2058655C1 (en) * 1993-07-07 1996-04-20 Орловский государственный политехнический институт End-mounted induction machine
RU2184274C1 (en) * 2000-11-13 2002-06-27 Орловский государственный технический университет Axial-flow fan-motor unit
RU2232459C1 (en) * 2003-02-18 2004-07-10 Орловский государственный технический университет Face-type double-shaft induction machine
RU2262175C1 (en) * 2004-03-30 2005-10-10 Орловский государственный технический университет (ОрелГТУ) Face-type electrical machine with built-in braking device
RU2290735C1 (en) * 2005-06-30 2006-12-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Орловский государственный технический университет" (ОрелГТУ) Double-ended abutting induction electrical machine with built-in brake

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4456845A (en) * 1981-08-20 1984-06-26 General Electric Company Dynamoelectric machine, bearing devices, wick and bearing assemblies
RU2058655C1 (en) * 1993-07-07 1996-04-20 Орловский государственный политехнический институт End-mounted induction machine
RU2184274C1 (en) * 2000-11-13 2002-06-27 Орловский государственный технический университет Axial-flow fan-motor unit
RU2232459C1 (en) * 2003-02-18 2004-07-10 Орловский государственный технический университет Face-type double-shaft induction machine
RU2262175C1 (en) * 2004-03-30 2005-10-10 Орловский государственный технический университет (ОрелГТУ) Face-type electrical machine with built-in braking device
RU2290735C1 (en) * 2005-06-30 2006-12-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Орловский государственный технический университет" (ОрелГТУ) Double-ended abutting induction electrical machine with built-in brake

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2642435C1 (en) * 2017-03-27 2018-01-25 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВО "КубГТУ") Self-braking coupled axial asynchronous motor
RU2655378C1 (en) * 2017-03-27 2018-05-28 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВО "КубГТУ") Self-braking double axial asynchronous electric motor for flow line drive
RU2661641C1 (en) * 2017-03-27 2018-07-18 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВО "КубГТУ") Self-braking asynchronous electric motor with double squirrel-cage rotor for drive of flow lines
RU174156U1 (en) * 2017-06-01 2017-10-05 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский горный университет" MULTISTATOR ASYNCHRONOUS MOTOR

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2558704C1 (en) Double axial asynchronous machine with in-built brake mechanism
US7385332B2 (en) Permanent magnet dynamoelectric machine with axially displaceable permanent magnet rotor assembly
CA2934582C (en) Magnetorheological fluid clutch apparatus and control systems
EP2479871B1 (en) Electrical machines
CN106321633B (en) A kind of new hybrid magnetic suspension bearing
CN107100932B (en) Axial magnetic suspension bearing, magnetic suspension system and compressor
WO2015132918A1 (en) Permanent magnet rotating electric machine
CN112879431A (en) Magnetic suspension bearing, bearing system and motor
RU2290735C1 (en) Double-ended abutting induction electrical machine with built-in brake
CN201608585U (en) Electromagnetic braking variable-frequency speed regulation three-phase asynchronous motor
DK148865B (en) ELECTRICAL CLUTCH AND BRAKE ENGINE
RU2602242C1 (en) Self-braking asynchronous electric motor with dual squirrel-cage rotor
CN105703532A (en) Dynamo-electric machine with a brake
RU2655378C1 (en) Self-braking double axial asynchronous electric motor for flow line drive
RU2551893C1 (en) Self-braking asynchronous electric motor with dual massive rotor
CN105071616A (en) Magnetic coupler
RU2642435C1 (en) Self-braking coupled axial asynchronous motor
CN106357086B (en) A kind of single-deck permanent magnetic speed-adjusting clutch and double acting force transmission system
CN214534063U (en) Magnetic suspension bearing, bearing system and motor
CN209419469U (en) A kind of novel limited-moment permanent magnetic coupling
US10788085B2 (en) Magnetorheological fluid clutch apparatus and control systems
CN210135170U (en) Magnetic suspension bearing, motor, compressor and air conditioner
CN101976906A (en) Disc brake motor for rotary whirley
RU2262175C1 (en) Face-type electrical machine with built-in braking device
RU2417504C1 (en) Super-flywheel energy storage

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20160409