SU1749989A1 - Электромагнитна муфта - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электротехнике . Цель изобретени  - повышение КПД и расширение диапазона регулировани  момента сцеплени . Электромагнитна  муфта содержит вал 1 из немагнитного материала, на котором на подшипниках установлен  корь 2 с пазами, в которые уложены стержни короткозамкнутой обмотки 5. По образующей  кор  имеетс  несколько секций, в которых выполнены короткозамкнутые обмотки из стержней разного сечени  или различного удельного сопротивлени . Индуктор 6 с переменно-полюсной магнитной системой состоит из двух когтеобрззных полюсных чашек 7, между которыми концентрично установлены аксиально намагниченный посто нный магнит 8. кольцевой шунт 9 и кольцева  катушка возбуждени  10. При этом расшир етс  диапазон скольжений, в котором момент остаетс  практически неизменным , что повышает диапазон регулировани  И.КПД муфты. 4 ил. Ё

Description

Изобретение относитс  к электротехнике , а именно к электромагнитным устройствам передачи вращательного движени  от двигател  внутреннего сгорани  к переменным нагрузкам, например, в автомобил х.

Целью изобретени   вл етс  повышение КПД и расширение диапазона изменений момента сцеплени .

На фиг. 1 и фиг. 2 изображены осевое и поперечное сечени  муфты; на фиг, 3 - распределение магнитных потоков при различном токе обмотки возбуждени ; на фиг. 4 - зависимости относительного момента сцеплени  от относительной величины скорости скольжени  при различном сопротивлении короткозамкнутых обмоток двухсекционного  кор .

Электромагнитна  муфта содержит вал 1 из немагнитного материала, на который через подшипники посажен  корь 2 и жестко закреплен индуктор 3. Якорь 2 имеет сплошное или наборное из пластинок кольцо 4 из магнитом гкого материала с зубцо- вой структурой на внутренней поверхности, в пазы которой укладываютс  проводники короткозамкнутой обмотки 5. По образующей кольца  кор  или по его окружности имеетс  несколько секций а, Ь, с, d, в которых сделаны короткозамкнутые обмотки из проводников разного сечени  или различного удельного сопротивлени . Примером реализации такой короткозамкнутой обмотки дл  случа , когда 4 секции  кор  представл ют собой четыре кольца, может служить рамка из меди или алюмини , котора  складываетс  в пазы зубцов кольца 4. и между секци ми имеет перемычки, так что кажда  секци  имеет свою короткозамкну- тую обмотку. Толщина рамки в секци х находитс  в отношении 1:2:4-8, так же

2

О

о

00 Ч)

соотноситс  их электрическое сопротивление

Якорь 2 имеет фланец 6, которым он св зываетс  с двигателем.

Индуктор 3, жестко сид щий на св занном с нагрузкой валу 1, имеет магнитопро- воды 7, кольцевой посто нный магнит 8, намагниченный в осевом направлении, кольцевой магнитный шунт 9, навитый из магнитом гкой ленгы, и обмотку возбуждени  10, Магнитный шунт 9 замыкает магни- топроводы 7 через воздушный зазор 11 Магнитопроводы 7 выполнены в виде чаш с цилиндрической наружной и конической внутренней поверхност ми, которые проф- резерованы так, что образуетс  зубцова  структура 12. Магнитопроводы 7 прижимаютс  к посто нному магниту 8 навстречу друг другу, причем зубцы одного магнито- провода проход т в промежутки другого, образу  полюса чередующейс  пол рности. Угловой шаг зубцов в  коре 2 и индукторе 3 выбираетс  одинаковым, что обеспечивает сцепление в синхронном режиме. Диаметры  кор  2 (внутренний) и индуктора 3 выбираютс  такими, чтобы между ними образовалс  небольшой (менее 1 мм) зазор 13. Сечени  магнитопроводов 7 и шунта 9 выбираютс  такими, чтобы они пропускали без насыщени  суммарный поток от посто нного магнита 8 и шунта 9.

Работает муфта следующим образом. При отсутствии тока в обмотке возбуждени  10 магнит ный поток посто нного магнита 8 - Фм (фиг. 3) раздел етс  на два потока: Фс, проход щий через зазор 13 и создающий усилие сцеплени , и Фш, проход щий через шунт 9. Соотношение потоков Фс и Фш определ етс  соотношением магнитной проводимости соответствующих контуров и в конечном итоге соотношением величин зазоров 11 и 13.

Дл  выключени  сцеплени  в обмотку возбуждени  10 подаетс  ток . Этот ток создает магнитодвижущую силу, компенсирующую напр женность пол  посто нного магнита в зазоре 13. Весь поток Фм проходит через шунт 9. Равенство нулю потока Фс делает равным нулю усилие сцеплени . Такой режим используетс  при запуске двигател , сто нке работающим двигателем, движении накатом. Наличие шунта резко снижает величину тока Ь, так как он должен компенсировать магнитное сопротивление зазора 11, а не рассто ни  между проводзми 7.

В некоторых случа х, например, при использовании муфты в трансмиссионной системе , требуетс  периодическое увеличение усили  сцеплени . Дл  этого в обмотку возбуждени  10 подаетс  ток другой пол рности . При некотором значении Нр весь поток

посто нного магнита 8 будет проходить через зазор 13. Дальнейшее увеличение тока приведет к большему увеличению потока через 13 за счет магнитного потока через шунт 9. Магнитный поток через зазор 13 может

достигать значени , большего 2 Ф«, что увеличивает усилие сцеплени  в 4 раза (Фм/Фс), так как момент сцеплени  муфты Мс пропорционален квадрату потока через зазор 13, В результате возможно увеличение усили  сцеплени  в 5-8 раз.

На фиг, А приведены зависимости относительного момента сцеплени  от относительной скорости скольжени  при  коре из двух секций с сопротивлением короткозамкнутой обмотки в одной секции Ra, в другой - Нь Mm максимальный момент сцеплени  при , a Sm - скорость скольжени , соответствующа  моменту Мт Приведены три кривые дл  отношени  сопротивлений

Rb/Ra равного 1, 4 и 8. При Rb/Ra 1, чему соответствует одиосекционный  корь, величина максимального момента больше, чем в двух других случа х Однако при увеличении скорости скольжени  момент сцеплени  быстро падает, так, например, при дес тикратном увеличении скорости скольжени  момент сцеплени  снижаетс  до менее 0,2 максимального Мт. При Rb/Ra S максимальный момент составл ет только 0,65 Мт, но даже дес тикратное увеличение скорости скольжени  не снижает момент сцеплени  ниже 0,5 Мт, Это позвол ет существенно уменьшить величину Sm и повысить КПД муфты.

Фор мула изобретени 

Электромагнитна  муфта, содержаща   корь из ферромагнитного материала с зубцами и короткозамкнутой стержневой обмоткой , индуктор с переменно-полюсной

магнитной системой, состо щий из двух ког- теобразных полюсных чашек, между которыми концентрично установлены аксиально намагниченный посто нный магнит и кольцева  катушка возбуждени , отличаю0 щ а   с   тем, что, с целью повышени  КПД и расширени  диапазона регулировани  момента сцеплени , она снабжена кольцевым шунтом из ферромагнитного материала, жестко закрепленного на одной из полюсных

5 чашек индуктора м установленного с зазором относительно другой чашки, а стержни короткозамкнутой обмотки имеют разное электрическое сопротивление.

П

Фиг

13

ю

8

Ц Ф„-Фш

Ґ Фш ;(

V

7to fy/hs1

Редактор О.Стенина

4ш, Составитель В.Никаноров

Техред М.Моргентал

Корректор

1749989

(

N

фс-фм+ф&

Ш

1 ФигЗ

8

Корректор Н.Ревска 

/77

Claims (1)

1. Формула изобретения Электромагнитная муфта, содержащая якорь из ферромагнитного материала с зубцами и короткозамкнутой стержневой обмоткой, индуктор с переменно-полюсной магнитной системой, состоящий из двух когтеобразных полюсных чашек, между которыми концентрично установлены аксиально намагниченный постоянный магнит и кольцевая катушка возбуждения, от л и чающая с я тем, что, с целью повышения КПД и расширения диапазона регулирования момента сцепления, она снабжена кольцевым шунтом из ферромагнитного материала, жестко закрепленного на одной из полюсных чашек индуктора и установленного с зазором относительно другой чашки, а стержни короткозамкнутой обмотки имеют разное электрическое сопротивление.

   Фиг. 1 <s £8Фс

   I/· « — Л “75

   1-0 ди.¹ ли ι'κ MaMW е

   i=-l

   Ч Составитель В.Никаноров