Электродинамический тормоз Российский патент 2017 года по МПК H02K49/04 H02P3/04 

Изобретение относится к области электрических машин и может быть использовано в стыковочных узлах авиакосмической техники.

Известен электродинамический тормоз [патент RU №2279753 C1, Н02К 49/00, опубл. 10.07.2006], содержащий корпус, установленный на валу тормозной барабан, два электромагнита, установленные по обе стороны тормозного барабана с зазором относительно него, тормозной элемент, источники питания и магнитного поля. Тормозной элемент выполнен в виде тормозной скобы, закрепленной в нижней части корпуса с установленной на ней пассивной обмоткой, соединенной через реактивный элемент с датчиком хода педали тормоза.

Недостатком данной конструкции является ограниченные функциональные возможности, обусловленные тем, что данный электродинамический тормоз не позволяет измерять момент, возникающий в тормозной системе, а также не позволяет определять положение ротора тормозной системы.

Известен электродинамический тормоз [патент RU №2287729 C1, F16F 6/00, опубл. 20.11.2006], содержащий вал на подшипниках с закрепленным на нем полым немагнитным цилиндрическим ротором, имеющим одну степень свободы, установленным в корпусе. Во внутреннее пространство полого немагнитного цилиндрического ротора неподвижно установлен цилиндрический сердечник. Наружный индуктор выполнен с радиально расположенными постоянными магнитами.

Недостатком данной конструкции является ограниченные функциональные возможности, обусловленные тем, что электродинамический тормоз не позволяет измерять момент, возникающий в тормозной системе, а также не позволяет определять положение ротора тормозной системы.

Известен управляемый магнитоэлектрический тормоз [патент RU №2365022 C1, H02K/04, опубл. 20.08.2009], содержащий вал на подшипниках с закрепленным на нем полым немагнитным цилиндрическим ротором, имеющим одну степень свободы, установленным в корпусе. Наружный индуктор выполнен с радиально расположенными постоянными магнитами. В полом немагнитном цилиндрическом роторе расположен внутренний явнополюсный сердечник, укрепленный на другом валу, который аналогично установлен в корпусе на подшипниках. На валу, выполненным с возможностью поворота от 0 до 90 градусов с шагом 30 градусов, установлен фиксатор.

Недостатком данной конструкции является то, что управляемый магнитоэлектрический тормоз не позволяет измерять момент, возникающий в тормозной системе, а также не позволяет определять положение ротора тормозной системы.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому является электродинамический тормоз [авторское свидетельство SU №1555777, H02K 49/00, опубл. 07.04.1990], содержащий статор с обмотками возбуждения, консольно установленный на валу ротор, выполненный в виде полого немагнитного электропроводящего стакана с продольными прорезями.

Недостатком данной конструкции является то, что электродинамический тормоз не позволяет измерять момент, возникающий в тормозной системе, а также не позволяет определять положение ротора тормозной системы.

Задача изобретения - расширение функциональных возможностей, благодаря введению в электродинамический тормоз функции измерения положения ротора (угловой координаты), измерения момента и измерения линейных перемещений.

Техническим результатом является повышение надежности системы измерения и управления и силовой системы, а также снижение массогабаритных показателей элементов за счет объединения электродинамического тормоза с системы измерения и управления и силовой системы (системы поглощения энергии).

Поставленная задача решается и указанный результат достигается тем, что в электродинамическом тормозе, содержащем статор с обмотками возбуждения, консольно установленный на валу ротор, выполненный в виде полого немагнитного электропроводящего стакана с продольными прорезями, согласно изобретению одна прорезь выполнена с шириной, меньшей, чем остальные прорези, при этом в полом роторе с зазором установлен неподвижный магнитопровод с явно выраженными полюсами, на которых расположена измерительная обмотка, выводные концы которой выполнены с возможностью подключения к системе измерения и управления.

Существо изобретения поясняется чертежами. На фигуре 1 изображен разрез электродинамического тормоза. На фигуре 2 изображен полый ротор. На фигуре 3 изображена осциллограмма электродвижущей силы, индуцируемой в измерительной обмотке.

Предложенное устройство содержит (фиг. 1) статор 1 с обмотками возбуждения 2, вал 3, ротор 4 (фиг. 2), выполненный в виде полого немагнитного электропроводящего стакана, первую прорезь 5, последующие прорези 6, неподвижный магнитопровод 7 с явно выраженными полюсами 8 (фиг. 1), на которых расположена измерительная обмотка 9, выводные концы 10 которой выполнены с возможностью подключения к системе измерения и управления 11.

Устройство работает следующим образом: при подаче на обмотку возбуждения 2 статора 1 в воздушном зазоре между статором 1 и ротором 4 наводится магнитное поле. При вращении вала 3 совместно с ротором 4, под действием данного магнитного поля в роторе 4 индуцируются вихревые токи, тем самым обеспечивается электродинамическое торможение. При этом ввиду наличия продольных прорезей в измерительной обмотке 9 индуцируется электродвижущая сила (фиг. 3), по величине которой в системе измерения и управления 11 оценивается момент электродинамического демпфера и линейные перемещения. Так как первая прорезь 5 выполнена по ширине меньше, чем остальные прорези 6, то индуцируемая в измерительной обмотке электродвижущая сила имеет характерную несимметрию, обусловленную различной шириной первой прорези 5 и последующих прорезей 6. По временному положению данной несимметрии на осциллограмме электродвижущей силы в измерительных обмотках определяется положение ротора электродинамического демпфера.

Итак, достигается расширение функциональных возможностей, благодаря введению в электродинамический тормоз функции измерения положения ротора (угловой координаты), измерения момента и измерения линейных перемещений.

Таким образом обеспечивается повышение надежности системы измерения и управления и силовой системы, а также снижение массогабаритных показателей элементов за счет объединения электродинамического тормоза с системы измерения и управления и силовой системы (системы поглощения энергии).

Использование: относится к электрическим машинам и может быть использовано в стыковочных узлах авиакосмической техники. Технический результат состоит в повышении надежности системы измерения и управления и силовой системы, а также снижении массогабаритных показателей элементов за счет объединения электродинамического тормоза системы измерения и управления и силовой системы. Электродинамический тормоз содержит статор с обмотками возбуждения, консольно установленный на валу ротор, выполненный в виде полого немагнитного электропроводящего стакана с продольными прорезями. Одна прорезь выполнена с шириной, меньшей, чем остальные прорези. В полом роторе с зазором установлен неподвижный магнитопровод с явно выраженными полюсами, на которых расположена измерительная обмотка, выводные концы которой выполнены с возможностью подключения к системе измерения и управления. 3 ил.

Электродинамический тормоз, содержащий статор с обмотками возбуждения, консольно установленный на валу ротор, выполненный в виде полого немагнитного электропроводящего стакана с продольными прорезями, отличающийся тем, что одна прорезь выполнена с шириной, меньшей, чем остальные прорези, при этом в полом роторе с зазором установлен неподвижный магнитопровод с явно выраженными полюсами, на которых расположена измерительная обмотка, выводные концы которой выполнены с возможностью подключения к системе измерения и управления.