Бесконтактная индукционная муфта-тормоз Советский патент 1983 года по МПК H02K49/04 

Изобретение относится к электромашиностроению, а именно к индукционным муфтам и тормозам, и может быть использовано для регулирования частоты вращения и торможения произ водственных механизмов. Известна бесконтактная индукцион ная муфта, объединенная в одиом кор пусе с индукционным тормозом. Такая конструкция обеспечивает егулирова ние частоты вращения и торможение производственного механизма. При включенных обмотках муфты и тормоза и отключенном двигателе обеспечивается торможение производственного механизма и двигателя 1. К недостаткам известного устройства относится Раздельное выполнение магнитных систем муфты и тормоза, вследствие чего каждая система используется только в одном режиме} сложность конструкции и значительны динамические нагрузки при торможени производственного механизма, соединенного непосредственно с ротором тормоза. Известна также бесконтактная индукционная муфта-тормоз с разветвле ной симметричной магнитной системой содержащая магнитопровод статора в виде ярма с тремя кольцевыми выступами, средний из которых снабжен зубцами-полюсами тормоза, две кольцевые обмотки возбуждения, размещен ные между кольцевыми выступами, ведущий и ведомый роторы 2 3. При одинаковой полярности подклю чения обе обмотки создают замыкающи ся через оба ротора общий магнитный поток, обеспечивакяций работу муфтытормоза в режиме муфты. Изменение полярности включения одной из обмоток приводит к образованию двух маг нитных потоков, замыкающихся через жве половины одного ротора и зубцыполюса тормоза и создающих тормозно момент. Недостатком известной муфты-тормрза являются низкие значения 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 кольцевом выступе магнит провода статора, вызывая появление тормозного момента, увеличивающего потери мощности и снижаю цего передаваемый момент. К недостаткам прототипа относятся также значительные динамические нагрузки при пуске и торможении, вызываемые непосредственным электромагнитнБМ взаимодействием ведомого ротора с ведущим ротором или со статором и большим моментом инерции роторов сечения которых рассчитаны на пропускание магнитных потоков в одном из режимов 1 аботы. Цель изобретения - повышение КПД и снижение динамических нагрузок при пуске и торможении. Указанная цель достигается тем, что в известной бесконтактной индукционной муфте-тормозе с разветвленной симметричной магнитной системой, содержащей магнитопровод статора в виде ярма с тремя кольцевыми выступами , средний из которых снабжен зубцами-полюсами тормоза, две кольцевые обмотки возбуждения, размещенные между кольцевыми выступами, ведущий и ведомый роторы, муфта-тормоз снабжена свободно установленным на. подшипниках дополнительным ротором, содержащим магнитопровод с тремя кольцевыми выступами, средняя часть которого размещена концентрично среднему кольцевому выступу магнитопровоДа статора, а крайние части с зубцами размещены концентрично ведущему и ведомому роторам, которые аксиально смещены один относительно другого и расположены концентрично крайним кольцевым выступам магнитопровода ртатора. . . На чертеже представлен вид сбоку бесконтактной индукционной муфты , тормоза с продольным разрезом одной ее половины. Муфта-тормоз содержит магнитопровод статора 1 в виде ярма с тремя кольцевыми выступами (двумя крайними 2 и средним 3), между выступами 2 и 3 размещены кольцевые обмотки возбуждения 4 и 5, а средний кольц.евой выступ 3 енабжен зубцами-полюсами б тормоз а, ведущий ротор 7, з акрепленный на валу 8 двигателя, крепящегося своим фланцем к магиитопроводу статора 1, ведомый ротор 9,. жестко соединенный .с ведомым валом 10, свободно установленный на подшипниках дополнительный ротор Ц и вентилятор 12 для охлаждения. Дополнительный ротор 11 снабжен магнитопроводом с тремя кольцевыми выступами 13-15. . I .Зубцы 16, образующие полюсы муф|ты, выполнены на крайних выступах jl3 и 15 дополнительного ротора 11 при гладких повер хностях роторов П и 9, Зубцы-полюса тормоза выполняются на среднем кольцевом выступе магнитопровода 1 при гладкой поверхности среднего выступа 14 дополнительного ротора 11. При одинаковой полярности включения обмоток 4.и 5 создается общий магнитный поток, показанный: на чертеже штриховой линией Фд, со стрелками. . Вращение роторов 7 и 9 относительно ротора 11 вызывает появление

а НИХ индуцированных вихревых токов, взаимодвйствне которых с магнитным inoTokdM зубцоз 16 ротора 11, создает Iвращающий момент, пёредавав1«лй с ведущего ротсч а 7 на доноянитепьный ротор 11, а с последнего на ввдетшй ротор 9 и вал 10. При этом суммарное скольжей ие между роторами 7 и 9 рано сумме их скольжений относительно ротора It, вследствие чего теплоше потерн вьйеяяготсй в обсюх роторах 7 и 9 облегчая их охлаждение.

Включение обмоток 4 и 5 с противоположной полярност&ю 1ФИВОДИТ к овразованию двух Магнитных потоков, ; покаэан ных на чертеже штриховыми линиями Фт со стрелками. Эти потоки проходя чёреэ неподвижные зубцыполюса б и средний выступ 14 рото;ра 11, осуществляют торможение последнего-. - .; ; :.-,,; V ,Г / ;. . Так как.крайние выступы 13 и 15 ротора 11 по-прежнему взаимодействуfmt.с :рофорами 7 и 9, то происходит ; торможение ведущего вала 8 двигателя и ведомого вала 10, соединенного с тфоизводственным механизме. I Поскольку магнитные потоки при Любом режик1е работы проходят через роторы 7; и 9 нормально их поверхнрс;ТЯМ, то эти рбтОРЫ могут -ВЫПОЛНЯТЬря тонкостенными т.е. с малым мо ментсж инерции, что снижает динамические нагрузки при пусках и торможениях.

Наличие дополнительного ротора 11 оказывает демпфирующее действие на процессы пуска и то{шожения, повышая их плавность и дополнительно снижая динамические нагрузки. Процесс пуска происходит так же, как при последовательном соединении двух индкуционных МУФ-СГ вследствие чего сглаживающее действие удваивается и плавность пуска повышается.

При тс можении устройство аналогично последовательно вкгаоченным индукционным муфте и ТОР14ОЭУ, также повышающим плавность то «эжения и Снижение динамических нагрузок.

Отсутствие тормозного момента в режиме муфты обеспечивает повслиёние КПД, вращающего м(«ента и передаваемой мощности.

Технология изготовления муфтытормоза упрощается в сравявнии б прототипом за Гсчет отсутствия немагнитных участков на роторах.

Использование предлагаемого изобретения обеспечит повоаение КПД, вращающесо момента и передаваемой мощности муфты-тоЕ яоза, угфои ение конструкции и снижение дин шчес1(их нагрузок при пусках и тормсжениях.

БЕСКОНТАКТНАЯ ИНДУКЦИОННАЯ МУФ ГА ТОРМОЗ с развётвл;енной симметричной магнитной системой, содержащая магнитопроврд статора в. виде 1фма с тремя кольцевыш выступами, средний из которых снабжен зубцамиГ . к полюсами тормоза, две йольцевые обмотки, возбуждения, размещенные между кольцевыми выступами, ведущий и ведомый роторы, от л и ч а ю щ ая с я тем, что, с целью повышения КПД и снижения динамических нагрузок при пусках и торможениях, она снабжена свободно установленным на подшипниках дополнительным ротором, содержащим магнитопровод с тремя кольцевыми . выступами , средняя часть которого размещена концентрично среднему кольцевому выступу магнитопро- вода статора, а крайние части с зубцами размещены концентрично Besim&му и ведомому роторам, которые аксиапьно смещены один относительно дру- Щ Г-ого и расположены К9нцентрично край ш ним кольцевым выступам магнитрпровода статора.. ND S :0 :4 :д