RU2603133C1 - Магнитный тормоз с уменьшенным ступенчатым гистерезисом - Google Patents
Магнитный тормоз с уменьшенным ступенчатым гистерезисом Download PDFInfo
- Publication number
- RU2603133C1 RU2603133C1 RU2015123676/07A RU2015123676A RU2603133C1 RU 2603133 C1 RU2603133 C1 RU 2603133C1 RU 2015123676/07 A RU2015123676/07 A RU 2015123676/07A RU 2015123676 A RU2015123676 A RU 2015123676A RU 2603133 C1 RU2603133 C1 RU 2603133C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- rotor
- stator
- coil
- brake
- magnet
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K49/00—Dynamo-electric clutches; Dynamo-electric brakes
- H02K49/06—Dynamo-electric clutches; Dynamo-electric brakes of the synchronous type
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K49/00—Dynamo-electric clutches; Dynamo-electric brakes
- H02K49/06—Dynamo-electric clutches; Dynamo-electric brakes of the synchronous type
- H02K49/065—Dynamo-electric clutches; Dynamo-electric brakes of the synchronous type hysteresis type
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K26/00—Machines adapted to function as torque motors, i.e. to exert a torque when stalled
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Dynamo-Electric Clutches, Dynamo-Electric Brakes (AREA)
- Braking Arrangements (AREA)
Abstract
Изобретение относится к электротехнике, к магнитным тормозам и может быть использовано, в частности, в интерфейсе «человек-машина» для создания усилия сопротивления смещения объекта, такого как устройство управления для манипулирования. Технический результат состоит в выравнивании остаточного поля в роторе. Магнитный гистерезисный тормоз содержит статор с по меньшей мере одной катушкой управления, и ротор, установленный с возможностью вращения и обращенный к полюсам статора. Тормоз содержит по меньшей мере один магнит, установленный на статоре и обращенный к ротору, имеющий достаточную мощность, чтобы локально создавать по окружности ротора уровень индукции, по существу, равный максимальному уровню индукции, создаваемому катушкой, когда на эту катушку подается питание. Магнит выполнен в виде двух магнитов, каждый из которых установлен на одной и боковых поверхностей канавки. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.
Description
Изобретение относится к магнитному гистерезисному тормозу, который может быть использован, например, в интерфейсе "человек-машина" для создания усилия сопротивления смещению объекта, такого как устройство управления для манипулирования пользователем.
Усилие сопротивления является результатом магнитного трения, воздействующего на деталь, соединенную с объектом, который должен замедляться.
Магнитный гистерезисный тормоз в целом содержит статор, имеющий полюса, обращенные к ротору, установленному с возможностью поворота. Ротор выполнен из материала с сильной магнитной остаточной намагниченностью, а статор снабжен средствами для создания магнитного поля, воздействию которого подвергается ротор для обеспечения сопротивления смещению ротора.
Ротор соединен с приспособлением, перемещаемым пользователем, например, для того чтобы управлять таким устройством как двигатель. Магнитное поле, воздействию которого подвергается ротор, создает сопротивление смещению ротора и, следовательно, сопротивление смещению приспособления, которым манипулирует пользователь.
Существует два типа тормозов в соответствии с постоянным или переменным характером трения, получаемого тормозом.
В тормозах с постоянным трением средствами, создающими магнитное поле, являются магниты, создающие постоянное магнитное поле. Изобретение не относится к этому типу тормоза.
В тормозах с управляемым трением средства создания магнитного поля выполняют посредством катушки, питанием которой управляют таким образом, чтобы изменять создаваемое магнитное поле. В том случае, когда приспособление управляет скоростью двигателя, существует возможность, например, увеличивать сопротивление для перемещения приспособления, которым манипулирует пользователь, поскольку скорость двигателя увеличивает или резко повышает сопротивление смещению приспособления управления, когда скорость двигателя отклоняется от заданного оптимального рабочего диапазона. Эта характеристика переводит тормоза с управляемым трением в особо предпочтительное положение, особенно в области интерфейсов "человек-машина".
Однако в этих тормозах с управляемым трением проявляется крутящий момент от зубцовых гармонических помех поля, который является вредным для ощущения обратной связи пользователем. Такой крутящий момент от зубцовых гармонических помех поля является результатом резкого уменьшения тока возбуждения, циркулирующего в катушке, когда ротор останавливается. Это резкое уменьшение оставляет локальное остаточное поле, остающееся в роторе, которое противодействует смещению ротора только через часть его вращательного перемещения и, следовательно, препятствует чувственному восприятию крутящего момента пользователем. Это явление не проявляется, когда происходит уменьшение тока при перемещении ротора, поскольку это перемещение учитывает прогрессирующее подавление остаточного поля по всей окружности ротора.
Существует два решения для устранения этой проблемы. В первом решении для ротора используют материал со слабым остаточным полем. Чтобы получить заданное значение трения, необходимо увеличить объем ротора и, следовательно, его вес, который является несовместимым с некоторыми вариантами применения, особенно в области авиации. Во втором случае рекомендация по использованию предусматривает постоянное поддержание ротора в состоянии перемещения в фазах уменьшения возбуждения фрикционного тормоза. Это означает навязывание необходимости перемещения пользователю в отдельных обстоятельствах, когда это перемещение может быть неподходящим для управления устройством в этих обстоятельствах.
Когда появляется крутящий момент от зубцовых гармонических помех поля, единственным способом устранить его является увеличение тока возбуждения до его максимального уровня, а затем его уменьшение, в то же время сохраняя перемещение ротора. И в этом случае также эти операции могут быть несовместимы с управлением устройством, подходящим для определенной ситуации.
Одной из задач изобретения является создание средств для устранения, по меньшей мере, некоторых из приведенных выше недостатков.
Для этой цели в соответствии с изобретением магнитный гистерезисный тормоз содержит статор, снабженный по меньшей мере одной катушкой управления, и ротор, установленный с возможностью быть подвижным и обращенным к полюсам статора Тормоз содержит по меньшей мере один магнит, установленный на статоре и обращенный к ротору, имеющий достаточную мощность, чтобы локально создавать по окружности ротора уровень индукции, по существу, равный максимальному уровню индукции, создаваемому катушкой, когда на эту катушку подается питание.
Таким образом, когда возбуждение резко прекращается, магнит будет составлять средства для выравнивания остаточного поля в роторе.
Другие особенности и преимущества изобретения будут понятны из последующего описания изобретения на примере отдельных неограничивающих вариантов осуществления.
Далее приведены ссылки на чертежи.
На фиг. 1 показан тормоз в соответствии с изобретением, схематичный вид в разрезе вдоль плоскости, проходящей через ось вращения ротора;
на фиг. 2 - тормоз, вид в поперечном разрезе;
на фиг. 3 - части ротора и статора, обращенные друг к другу, увеличенный подробный вид.
Тормоз раскрыт согласно изобретению в качестве устройства управления, такого как рукоятка или ручка рулевого управления, предназначенная для манипулирования пользователем. Устройством управления в данном случае является поворотный рычаг.
Как показано на фигурах, изобретение относится к магнитному гистерезисному тормозу, в целом указанному ссылочным обозначением 1, содержащему статор 2, снабженный по меньшей мере одной катушкой 3 управления. Статор 2 содержит якорь, в котором выполнена канавка 4 кольцевой формы с центральной осью 5. Канавка 4 имеет внешнюю боковую поверхность и внутреннюю боковую поверхность, которые соответственно показаны с выступами, образующими полюсы 6.1, 6.2 статора 2. Полюсы 6.1 расположены с угловым смещением относительно полюсов 6.2 таким образом, что каждый полюс 6.1 обращен в пространство, проходящее между двумя расположенными рядом друг с другом полюсами 6.2. Катушка 3 управления имеет диаметр, близкий по размеру к канавке 4, и установлена в статоре 2 соосно с канавкой 4 таким образом, что когда катушка 3 управления подвергается току возбуждения, она создает магнитные потоки, проходящие в нерадиальном направлении через канавку 4 от полюсов 6.1 к полюсам 6.2, или в обратном направлении. Катушка 3 управления связана с модулем управления (который сам по себе известен и поэтому не описан), предназначенным для подачи питания к катушке.
Тормоз 1 также содержит ротор 7 кольцевой формы, который размещен в канавке 4 и выполнен с возможностью поворота вокруг оси 5. Ротор 7 выполнен из ферромагнитного материала. Ротор 7 связан посредством цепи для передачи перемещения с устройством управления. В описываемом примере передаточная цепь содержит зубчатую передачу, имеющую повышающее передаточное число, например такое, что поворот устройства управления на десять (или около этого) градусов вызывает несколько оборотов ротора 7.
Когда катушка 3 управления подвергается току возбуждения, она создает магнитные потоки, проходящие через канавку 4 и, соответственно, через ротор 7 от полюсов 6.1 к полюсам 6.2, или в обратном направлении 4, причем потоки индуцируют локальные магнитные поля. Таким образом, в роторе 7 каждый магнитный поток имеет направление траектории с радиальной составляющей и окружной составляющей. В случае резкого прерывания возбуждения, когда ротор неподвижен, остаточное магнитное поле в роторе создается локально в каждой точке, где магнитный поток циркулировал и имел направление, идентичное направлению потока.
Тормоз 1 содержит по меньшей мере один магнит 8, установленный на статоре 2 и обращенный к ротору 7, и имеет достаточную мощность, чтобы локально создавать в роторе 7 уровень индукции, по существу, равный максимальному уровню индукции, создаваемому катушкой, когда на эту катушку подается питание.
В частности, тормоз содержит магнит 8.1, зафиксированный между двумя полюсами 6.1, расположенными рядом друг с другом, и магнит 8.2, зафиксированный между двумя полюсами 6.2, один из которых обращен к магниту 8.1. Магниты размещают, по существу, обращенными друг к другу, несмотря на угловое смещение, соответствующее угловому смещению между полюсами 6.1, 6.2. Магниты 8 поляризуются таким образом, чтобы создавать радиальный магнитный поток, который проходит через ротор 7 в направлении, имеющем радиальную составляющую и окружную составляющую, аналогично потоку, создаваемому катушкой 3 управления, когда он проходит через ротор 7 в той же самой точке.
На фиг. 3 лучше показано, что магнитный поток, создаваемый магнитами 8, будет создавать локальные магнитные поля, которые были созданы в роторе 7 и которые все ориентированы в том же самом направлении, устраняя эффект момента от зубцовых гармонических помех поля.
Очевидно, что изобретение не ограничено описанными вариантами осуществления изобретения, но включает в себя любые варианты, попадающие в пределы объема изобретения, как определено формулой изобретения.
В частности, тормоз может содержать единственный магнит или наоборот, несколько магнитов, например, распределенных вокруг канавки 4.
Тормоз может иметь конструкцию, отличающуюся от описанной и представленной. Ротор может, например, иметь форму диска или кольца, помещенного в канавку, выполненную в статоре.
Магнит может быть установлен на месте одного из полюсов статора.
Claims (3)
1. Магнитный гистерезисный тормоз, содержащий статор (2), снабженный по меньшей мере одной катушкой (3) управления, и ротор (7), установленный с возможностью быть подвижным и обращенным к полюсам (6.1, 6.2) статора, причем тормоз содержит по меньшей мере один магнит (8), установленный на статоре и обращенный к ротору, имеющий достаточную мощность, чтобы локально создавать по окружности ротора уровень индукции, по существу равный максимальному уровню индукции, создаваемому катушкой, когда на эту катушку подается питание, ротор (7) имеет кольцевую форму и размещен с возможностью поворота вокруг его центральной оси в кольцевой канавке (4) статора (2), при этом канавка имеет боковые поверхности с выступами, образующими полюсы статора, тормоз содержит по меньшей мере один магнит (8), установленный на одной из боковых поверхностей канавки, характеризующийся тем, что содержит два магнита (8.1, 8.2), каждый из которых установлен на одной из боковых поверхностей канавки.
2. Тормоз по п. 1, в котором магниты (8.1, 8.2) расположены, по существу, обращенными друг к другу.
3. Тормоз по п. 1, в котором магнит (8) установлен между двумя полюсами статора.
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR1203096A FR2998347B1 (fr) | 2012-11-19 | 2012-11-19 | Frein magnetique a hysteresis a crantage reduit |
FR1203096 | 2012-11-19 | ||
PCT/EP2013/073973 WO2014076247A1 (fr) | 2012-11-19 | 2013-11-15 | Frein magnetique a hysteresis a crantage reduit |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2603133C1 true RU2603133C1 (ru) | 2016-11-20 |
Family
ID=47501334
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2015123676/07A RU2603133C1 (ru) | 2012-11-19 | 2013-11-15 | Магнитный тормоз с уменьшенным ступенчатым гистерезисом |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20160285352A1 (ru) |
EP (1) | EP2920870B1 (ru) |
CN (1) | CN104919687B (ru) |
BR (1) | BR112015010939A2 (ru) |
FR (1) | FR2998347B1 (ru) |
RU (1) | RU2603133C1 (ru) |
WO (1) | WO2014076247A1 (ru) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107994739B (zh) * | 2017-12-15 | 2020-03-31 | 西安航天动力测控技术研究所 | 一种基于齿槽转矩的制动设计方法 |
FR3133499B1 (fr) | 2022-03-14 | 2024-03-29 | Safran Electronics & Defense Actuation | frein magnétique à hystérésis à entrefer réglable |
WO2024102131A1 (en) | 2022-11-10 | 2024-05-16 | Safran Electronics & Defense, Avionics Usa, Llc | Elastic recall compensation for magnetic hysteresis brakes |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR1354414A (fr) * | 1963-04-01 | 1964-03-06 | Ampex | Mécanisme d'entraînement commandé |
SU1001354A1 (ru) * | 1981-10-06 | 1983-02-28 | Предприятие П/Я М-5381 | Электромагнитна гистерезисна муфта |
US5121018A (en) * | 1991-03-04 | 1992-06-09 | Lucas Aerospace Power Equipment Corporation | Latching brake using permanent magnet |
US6244395B1 (en) * | 1998-01-16 | 2001-06-12 | Saurer-Allma Gmbh | Electromagnetic hysteresis brake, especially as a yarn brake for textile machines |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3732766A1 (de) * | 1986-10-10 | 1988-04-14 | Zahnradfabrik Friedrichshafen | Dauermagneterregte hysteresekupplung bzw. -bremse |
US5238095A (en) * | 1992-06-30 | 1993-08-24 | Pedu Jeffrey C | Hysteresis brakes and clutches |
DE4312221C2 (de) * | 1993-04-14 | 2001-06-28 | Honigmann Ind Elektronik Gmbh | Hysteresemitnehmer |
CN201369665Y (zh) * | 2009-03-11 | 2009-12-23 | 孙红辉 | 盘式磁滞制动器 |
-
2012
- 2012-11-19 FR FR1203096A patent/FR2998347B1/fr active Active
-
2013
- 2013-11-15 CN CN201380059995.2A patent/CN104919687B/zh active Active
- 2013-11-15 RU RU2015123676/07A patent/RU2603133C1/ru active
- 2013-11-15 US US14/442,309 patent/US20160285352A1/en not_active Abandoned
- 2013-11-15 EP EP13795201.6A patent/EP2920870B1/fr active Active
- 2013-11-15 BR BR112015010939A patent/BR112015010939A2/pt not_active IP Right Cessation
- 2013-11-15 WO PCT/EP2013/073973 patent/WO2014076247A1/fr active Application Filing
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR1354414A (fr) * | 1963-04-01 | 1964-03-06 | Ampex | Mécanisme d'entraînement commandé |
SU1001354A1 (ru) * | 1981-10-06 | 1983-02-28 | Предприятие П/Я М-5381 | Электромагнитна гистерезисна муфта |
US5121018A (en) * | 1991-03-04 | 1992-06-09 | Lucas Aerospace Power Equipment Corporation | Latching brake using permanent magnet |
US6244395B1 (en) * | 1998-01-16 | 2001-06-12 | Saurer-Allma Gmbh | Electromagnetic hysteresis brake, especially as a yarn brake for textile machines |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2014076247A1 (fr) | 2014-05-22 |
BR112015010939A2 (pt) | 2017-07-11 |
FR2998347A1 (fr) | 2014-05-23 |
US20160285352A1 (en) | 2016-09-29 |
CN104919687B (zh) | 2018-07-10 |
FR2998347B1 (fr) | 2015-06-26 |
EP2920870B1 (fr) | 2020-02-19 |
EP2920870A1 (fr) | 2015-09-23 |
CN104919687A (zh) | 2015-09-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7626298B2 (en) | Electric motor and method of driving the same | |
JP6738580B2 (ja) | 操作感触付与型入力装置 | |
JP5796906B2 (ja) | 誘導式から同期式へ構成変更可能なモータ | |
RU2603133C1 (ru) | Магнитный тормоз с уменьшенным ступенчатым гистерезисом | |
JP5984898B2 (ja) | レンジ切り替え装置 | |
US10352379B2 (en) | Input device | |
JP2012130086A (ja) | アキシャルギャップ型回転電機 | |
IL234534A (en) | Brushless straight stream motor | |
KR20160105342A (ko) | 단상 브러시리스 모터 | |
US20120081054A1 (en) | Control device of a driving apparatus | |
WO2013097735A1 (zh) | 双工位霍尔传感器 | |
KR20160019200A (ko) | 자기기어장치 | |
WO2017204099A1 (ja) | 電動式直動アクチュエータ | |
US11472477B2 (en) | Motor and a steer by wire handwheel actuator | |
JP2009095147A (ja) | 可変界磁モータ | |
JP6189556B2 (ja) | 電動工具、および、電動工具のためのモジュール状制動装置 | |
CN106165274B (zh) | 磁耦合组件 | |
JP6041437B2 (ja) | ロータリーアクチュエータ | |
JP2013135560A (ja) | トルク定数可変型モータ | |
JP2014003845A (ja) | 回転電機及びこれを備えた車両用操舵装置 | |
US11555542B2 (en) | Transmission for vehicle | |
JP6147398B1 (ja) | レンジ切り替え装置 | |
JP2008079446A (ja) | 回転電機 | |
CA2944544C (en) | Magnetic coupling, coupling assembly, and method | |
CN109494960A (zh) | 一种异形永磁体在大相对转角下磁扭矩平稳的传动机构 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PD4A | Correction of name of patent owner |