SU995223A1 - Бесконтактна индукционна муфта-тормоз - Google Patents

Description

Изобретение относится к индукционным ^муфтам и тормозам и может быть, использовано для регулирования частоты вращения и торможения производствен-j ных механизмов.

Известна бесконтактная индукционная муфта^ объединенная в одном корпусе с индукционным тормозом [1].

Недостатками данного устройства являются большой вес и габариты изза раздельного выполнения магнитных систем муфты и тормоза, вследствие чего каждая система используется только в одном режиме.

Наиболее близкой к предлагаемой является бесконтактная индукционная муфта-тормоз с разветвленной симметричной магнитной системой, содержащая магнитопровод статора в виде ярма с тремя кольцевыми выступами, между которыми размещены две кольцевые обмотки возбуждения, а средний кольцевой выступ снабжен зубцами-полюсами тормоза, два концентричных ротора, один из которых снабжен зубцами-полюсами муфты, а ближайший из них к статору имеет в средней части немагнитное кольцо. Одна из обмоток возбуждения присоединена к источнику постоянного тока непосредственно, а другая через переключатель полярности напряжения на этой обмотке >('2] .

При одинаковой полярности подключения обмотки создают замыкающийся через оба ротора общий магнитный поток, обеспечивающий работу муфты-тормоза в режиме муфты. Изменение полярности на одной из обмоток приводит к образованию двух магнитных потоков, замыкающихся через ближайший к статору ротор и зубцы-полюса тормоза и создающих тормозной момент.

Недостатками известной муфты-тор'5 моза являются низкие значещая КПД, вращающего момента и передаваемой мощности при работе в режиме'муфты» Это связано с тем, что часть общего магнитного потока ответвляется и проходит через зубцы-полюса тормоза на < среднем кольце статора, вызывая появление тормозного момента,увеличивающего потери мощности и снижающего передаваемый момент.

Цель изобретения - повышение КПД, вращающего момента.и передаваемой мощности.

Указанная цель достигается тем, что муфта-тормоз снабжена дополнитель 30 ной кольцевой обмоткой, размещенной в пазу, выполненном в центре среднего кольцевого выступа магнитопровода статора и блоками регулирования и отключения, при этом дополнительная обмотка присоединена к источнику постоянного тока через блок регулирования тока 5 и блок отключения.

На чертеже схематически представлено;- предлагаемое устройство.

ιό

Муфта-тормоз содержит магнитопровод 1 статора в виде ярма с тремя кольцевыми выступами, между которыми размещены, кольцевые обмотки »возбуждения 2 и 3, а средний кольцевой выступ 4 снабжен зубцами-полюсами 5 τορ-jj моза. На валу 6 закреплен ротор 7 с зубцами-полюсами 8 муфты, а на валу 9ротор 10, имеющий в средней части немагнитное кольцо 11.

В среднем кольцевом выступе 4 магнитопровода статора 1 размещена дополнительная кольцевая обмотка 12. Она помещается· в пазу 13, разделяющем зубцы-полюса 5 тормоза на равные части . Дополнительная обмотка 12 присоединена к источнику постоянного тока . через блок 14 регулирования (регулируемый резистор) и блок 15 отключения, например, третий полюс 16 переключателя, два полюса которого исполь зуются для изменения полярности на 30 одной из обмоток возбуждения, например 3,- причем включение дополнительной обмотки 12 осуществляется при одинаковой полярности подключения обмоток 2 и 3, 35

Зубцы-полюса 8 муфты могут быть выполнены как на роторе 7 так и на роторе 10. Статор 1 может быть внутренним, а ротор 7 внешним элементами конструкции. Валы 6 и 9 могут использоваться в качестве ведущих и ведомых.

Так как тормозной Момент действует на ротор 10 и вал 9, то при необходи-и зубцы-полюса 5 тормоза мости торможения производственного ” механизма вал 9 используется в качестве ведомого, а при необходимости торможения приводного двигателя, например перед его реверсом для снижения __ тока й нагрева, - в качестве ведущего?

Для работы в режиме муфты переключатель 16 устанавливается в положение,, показанное на чертеже. В обмотках возбуждения 2 и 3 протекают токи одного направления, создающие общий магнит- ⁵³ ный поток Ф, показанный штриховой линией со стрелками. При отсутствии дополнительной обмотки 12 этот поток в якоре разветвляется на две части Ф_м и Ф^. Часть потока Ф_м замыкается че- 60 рез зубцы-полюса 8 ротора 7 й создает вращающйй момент за счёт электромагнитного взаимодействия с вихревыми токами, наводимыми в роторе 10. Вторая часть потока Ф'_т, ι .

зубцы-полюса 5 тормоза, при отсутствии обмотки 12 создает тормозной момент, увеличивающий потери и снижающий КПД, момент и передаваемую мощность .

Наличие дополнительной обмотки 12 при подключении ее к источнику с такой же полярностью, как обмоток 2 и 3, вызывает появление магнитного потока Ф_к, iкомпенсирующего составляющую^и увеличивающего составляющую Ф.. потока муфты.

Блоком 14 регулирования (резистором) в дополнительной обмотке 12 устанавливается такой ток, при котором происходит полная компенсация потока· ..· Φ_Ύ, что легко определяется по максимуму угловой скорости ведомого вала 9. При регулировании напряжения источника питания токи во всех обмотках 2, 3 и 12 изменяются пропорционально, поэтому компенсация сохраняется на всех режимах работы.

В режиме полной компенсации через зубцы-полюса 5 тормоза поток не проходит. Образуется единый неразветвленный магнитный поток, проходящий только через ротор 7 и увеличенный в сравнении с потоком Ф, поскольку намагничивающая сила дополнительной обмотки 12 суммируется с намагничиваю .щей силой обмоток 2 и 3. Таким образом, поток Ф^, создающий вращающий момент, не только достигает значения потока Ф, но и превышает его, что сопровождается значительным увеличением момента и передаваемой мощности. Компенсация потока Ф_т обеспечивает’ снижение потерь и повышение КПД муфтц тормоза в режиме муфты.

При изменении полярности обмотки 3 переключателем 16 обмотка 12 отключается, токи в обмотках 2 и 3 протекают в противоположных направлениях и образуют два магнитных потока, замыкающихся через две половины ротора 10

В таком режиме муфта-тормоз обеспечивает тормозной режим и не отличается от прототипа.

Использование изобретения обеспечивает повышение КПД, вращающего момента и передаваемой мощности при работе-тормоза в режиме муфты.

Claims (1)

1. Изобретение относитс  к индукционнь1м муфтам и тормозам и может быть. использовано дл  регулировани  частоты вращени  и торможени  производстве ных механизмов. Известна бесконтактна  индукционн муфта, объединенна  в одном корпусе с индукционным тормозом 1. Недостатками данного устройства  вл ютс  большой вес и габариты изза раздельного выполнени  магнитных систем муфты и тормоза, вследствие чего кажда  система используетс  тол ко в одном режиме. Наиболее близкой к предлагаемой  вл етс  бесконтактна  индукционна  муфта-тормоз с разветвленной симметричной магнитной системой, содержаща  магнитопровод статора в виде  рм с трем  кольцевыми выступами, между которыми размещены две кольцевые обмотки возбуждени , а средний кольцевой выступ снабжен зубцами-полюсами тормоза, два концентричных ротора, один из которых снабжен зубцами-полю сами муфты, а ближайший из них к ста тору имеет в средней части немагнитное кольцо. Одна из обмоток возбужде ни  присоединена к источнику посто н ного тока непосредственно, а друга  через переключатель пол рности напр жени  на этой обмотке . При одинаковой пол рности подключени  обмотки создают замыкающийс  через оба ротора общий магнитный поток , обеспечивающий работу муфты-тормоза в режиме муфты. Изменение пол рности на одной из обмоток приводит к образованию двух магнитных потоков, замыкающихс  через ближайший к статору ротор и зубцы-полюса тормоза и создающих тормозной момент. Недостатками известной муфты-тормоза  вл ютс  низкие значе1   КПД, вращающего момента и передаиваемой ь ощности при работе в режимемуфты. Это св зано с тем, что часть общего магнитного потока ответвл етс  и проходит через зубцы-полюса тормоза на среднем кольце статора, вызыва  по вление тормозного момента,;.увеличивающего потери мощности и снижающего передаваемый момент. Цель изобретени  - повышение КПД, вращающего момента.и передаваемой мощности. Указанна  цель достигаетс  тем, что муфта-тормоз снабжена дополнительной кольцевой обмоткой, разманенной в пазу, выполненном в центре среднег кольцевого выступа магнитопровода ст тора и блоками регулировани  и отклю чени , при этом дополнительна  обмот ка присоединена к источнику посто нн го тока через блок регулировани  ток и блок отключени . На чертеже схематически представлено; , предлагаемое устройство. Муфта-тормоз содержит магнитопровод 1 статора в виде  рма с трем  кольцевыми выступами, между которыми размещены, кольцевые обмотки ввозбуждени  2 и 3, а средний кольцевой выс туп 4 снабжен зубцами-полюсами 5 тор моза. На валу б закреплен ротор 7 с зубцами-полюсами 8 муфты, а на валу ротор 10, имеющий в средней части немагнитное кольцо 11. В среднем кольцевом выступе 4 маг нитопровода статора 1 размещена дополнительна  кольцева  обмотка 12. Она помещаетс - в пазу 13, раздел ющем зубцы-полюса 5 тормоза на равные части . Дополнительна  обмотка 12 присое динена к источнику посто нного тока через блок 14 регулировани  (регулируемый резистор) и блок 15 отключени , например, третий полюс 16 пере ключател , два полюса которого исполь зуютс  дл  изменени  пол рности на одной из обмоток возбуждени , например 3,- причем включение дополнительной обмотки 12 осуществл етс  при одинаковой пол рности по;о лючени  обмоток 2 и 3. Зубцы-полюса 8 муфты могут быть выполнены как на роторе 7 так и на роторе 10. Статор 1 может быть внутренним , а ротор 7 внеганим элементами конструкции. Валы 6 и 9 могут использоватьс  в качестве ведущих и ведомых .. Так как тормозной йомент действует на ротор 10 и вал 9, то при необходимости торможени  производственного механизма вал 9 используетс  в качест ве ведомого, а при необходимости торможени  приводного двигател , например перед его реверсом дл  снижени  тока и нагрева, - в качестве -ведущего Дл  работы в режиме муфты переключатель 16 устанавливаетс  в положение показанное на чертеже. В обмотках воз буждени  2 и 3 протекают токи одного направлени , создающие общий магнитный поток Ф, показанный штриховой линией со стрелками. При отсутствии дополнительной обмотки 12 этот поток в  коре разветвл етс  на две части Фд и Ф. Часть потока Фд, замыкаетс  через зубцы-полюса 8 ротора 7 и создает вращающий момент за счёт электромагнитного взаимодействи  с вихревыми токами, наводимыми в роторе 10. Втора  часть потока Ф, проход ща  через зубцы-полюса 5 тормоза, при отсутствии обмотки 12 создает тормозной момент , увеличивающий потери и снижающий КПД, момент и передаваемую мощность . Наличие дополнительной обмотки 12 при подключении ее к источнику с такой же пол рностью, как обмоток 2 и 3, вызывает по вление магнитного потока Ф, iкомпенсирующего составл ющуюФ и увеличивающего составл ющую Ф. потока муфты. Блоком 14 регулировани  (резистором ) в дополнительной обмотке 12 устанавливаетс  такой ток, при ко.тором :пррисходит полна  компенсаци  потока .. Ф, что легко определ етс  по максимуму угловой скорости ведомого вала 9, При регулировании напр жени  щеточника питани  токи во всех обмотках 2, 3 и 12 измен ютс  пропорционально, поэтому компенсаци  сохран етс  на в,сех режимах работы. В режиме полной компенсации через зубцы-полюса 5 тормоза поток не проходит . Образуетс  единый неразветвленный магнитный поток, проход щий только через ротор 7 и увеличенный в сравнении с потоком Ф, поскольку намагничивающа  сила дополнительной обмотки 12 суммируетс  с намагничиваю .щей силой обмоток 2. и 3, Таким образом , поток Ф, создающий вращающий момент, не только достигает значени  потока Ф, но и превышает его, что сопровождаетс  значительньм увеличением момента и передаваемой мощности. Компенсаци  потока Ф обеспечивает снижение потерь и повышение КПД муфтц тормоза в режиме муфты. При изменении пол рности обмотки 3 переключателем 16 обмотка 12 отклю чаетс , токи в обмотках 2 и 3 протекают в противоположных направлени х и образуют два магнитных потока, замыкающихс  через две половины ротора 10 и зубцы-полюса 5 тормоза. В таком режиме муфта-тормоз обеспечивает тормозной режим и не отличаетс  от прототипа. Использование изобретени  обеспечивает повышение КПД, вращающего момента и передаваемой мощности при работе-тормоза в режиме муфты. Формула изобретени  Бесконтактна  индукционна  муфтатормоз с разветвленной симметричной магнитной системой, содержаща  магнйтопровод статора в виде  рма с трем  кольцевыми выступами, между которыми размещены две кольцевые обмотки возбуждени , а средний кольцевой выступ снабжен зубцами-полюсами тормоза, два концентричных ротора, один из которых снабжен зубцами-полюсами муф