Самотормозящийся электродвигатель Советский патент 1983 года по МПК H02K7/106 

Изобретение относится к электро технике, а именно к самотормозящим ся тихоходным эл-- ктродвигателям, применяемым в электрических исполнительных механизмах систем автоматического регулирования и управления технологическими процессами в различных областях промышленности. Известен самотормозящийся элект двигатель, содержащий статор, рото якорь, подпружиненный тормозной диск и подшипниковые щиты, наприме самотормозящийся электродвигатель втулкой-вставкой, примыкающей к вспомогательной части ротора. В этом электродвигателе якорь вращае ся совместно с ротором и может пер мещаться относительно ротора тольк в аксиальном направлении Cl Однако этот электродвигатель им ет недостаточное быстродействие и повьшенный износ фрикционных накла док. Известен также электродвигатель со встроенным электромагнитным тормозом, у которого для сохранения величины зазора в электромагнитной системе тормоза применено устройство, компенсирующееиэнос тормозных плоскостей Г2 J. .Однако данный электродвигатель также имеет малое быстродействие. наиболее близким к предлагаемому является самотормозящийся элект родвигатель, содержащий статор с многофазной об юткой, ротор, узел тор южения, состоящий из якоря, подпружиненного к тормозному диску с фрикционной накладкой и установленного с возможностью перемещения вдоль оси вала, магнитопроводящие корпус и пo aIlипникoвыe щиты, один из которых снабжен кольцевой немаг нитной вставкой, расположенной напротив якоря узла торможения . 3 -Недостатками известного электро двигателя являются малоебыстродействие и увеличенный износ тормо ных поверхностей. Целью изобретения является умень шение времени запуска, а также повышение срока службы фрикционных накладок.. Цель достигается тем, что в самотормозящемся электродвигателе, содержащем статор с многофазной обмэткой, ротор, узел торможения, состоящий из якоря, подпружиненн.ого к тормозному диску с фрикционой накладкой и установленного с возмож ностью перемещения вдоль оси вала, магнитопроводящие корпус и подшипниковые ЩИТЫ, один из которых снабжен кольцевой немагнитной вставкой, расположенной напротивякоря узла торможения, якорь.установлен с возможностью поворота в пределах окружности вокруг вала, а на подшипни-( ковом щите и якоре расположены ограничивающие упоры. На фиг. 1 изображен синхронный самотормозящийся тихоходный редукторный двигатель, продольный разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1. Электродвигатель содержит задний ферромагнитный подшипниковый щит 1, ферромагнитный корпус 2, статор 3 с многофазмой обмоткой 4, передний ферромагнитный подшипниковый щит 5 с немагнитной кольцевой вставкой б, упор 7, установленный на подшипниковом щите 5, упор 8, установленный на якоре 9 тормозного узла с фрикционной накладкой 10 и тормозным диском 11, совмещенным с барабаном лебедки, на который намотан трос 12, удерживающий груз 13. Далее позициями обозначены: пружина 1.4 возврата узла торможения, ротор 15 двигателя, втулка 16 ротора 15, подшипники 17 и-вал 18. Эквивалентным является вариант, когда два упора 7 установлены на подшипник9ВОМ щите и уодин упор 8 на якоре 9. Характеризуя моменты, действующие на систему, отметим следующее: момент двигателя Мд при асинхронном пуске синхронного двигателя сначала увеличивается от пускового значения до максимального, затем уменьшается от максимального до входного момента, момент нагру-зки М. можно считать постоянМым, так как остается неизменным диаметр шкива лебедки, а вес троса -12 несоизмеримо мал по сравнению с весом груза 13. Мо-т мент тормозного узла М при обесточенной обмотке 4 определяется силой трения, задаваемой нажатием возвратной пружины 14, а при подключенной обмотке 4 - разностью между нажатием возвратной пружины 14 и тяговым усилием электромагнита, силовые линии которого залфлкаются через детали 2-5-9-5-16-15-3. Тяговое усилие э;1ектромагнита зависит от величины магнитного потока, который при подключении об- . мотки и двигателя к сети нарастает по кривой, близкой к экспоненте. Это означает, что. тормозной момент Ы будет спадать с замедлением от своего максимального з.начения (обмотка 4 обесточена) до нуля (якорь 9 не соприкасается с фрикционной накладкой 10). При состоянии покоя обмотка 4 обесточена, момент и скорость двигателя равны нулю, упор якоря 9 находится в соприкосновении с упором 7, установленным на подшипниковом щите 5. бы пуск двигателя осуществлялся без поворота якоря 9, как в известном электродвигателе в момент включения Мдп (М +- М т-)0, По истечении некоторого времени запаздывания t3 момент двигателя возрастает до Мд, а момент -тормоза спадает до М и М - (М + М 0 (разгон). При пуске, двигателя с возможноетью поворота якоря 9 разгон двигате ля начинается непосредственно в момент включения . Мдр- Мр 0, .. По истечении некоторого времени момент двигателя возрастает до М а момент тормоза уменьшится до М и разгон будет продолжаться с большей интенсивностью.. В этом случае время, соответствующее равенству Мд - (М f + t) назовем временем выборки люфта и обозначим tg;y. По истечении времени tpj(тормоз еще не расцепился, однако момент двигателя возрос настолько, что способен вращать ротор 15, преодолевая момент нагрузки и торМ9за. Bpei«iH tgд используется при опреде.пении расстояния между упо- : рами 8, установленными на ягкоре 9,: либо между упорами 7, установленными на подшипниковом щите 5. Таким образом, при обесточенной обмотке 4 двигателя момент М, создаваемый узлом торможения, больше момента нагрузки Мр. Это наряду с ускорением остановки двигателя надежно препятствует опусканию груза от собственной силы тяжести, В. неподвижном состоянии левый упор 8 якоря 9 находится в соприкоснове- . НИИ с упором 7, устйновленным на подшипниковом щите 5. При пуске двигателя без возможности поворота якоря 9 начало движения (разгон) ротора 15 начинается только по истечении времени Лз с.. момента появления на валу Двигателя пускового момента. При пуске же двигателя с возможностью поворота якоря 9 начало движения (разгон) ротора 15 начинается одновременно с появлением на валу двигателя пускового момента, так как стоящий на левом упоре 7 якорь может свободно поворачиваться вместе с барабаном лебедки. Совместное вращение якоря 9 и барабана будет происходить до расцепления якоря.. 9 и тормозного диска 11. По услови ям остановки двигателя целесробраэ но ограничивать совместное вращение якоря 9 и барабана путем установки на якоре 9 второго - правого упора 8, выбрав для него такое расстояние L от левого упора 8, на котором бы соотношение моментов отвечало равенству Мд - (М г + ) О- При этом так же, как и без правого упора 8, разгон двигателя будет про- . исходить без задержки, начиная с момента подачи на обмотки напряжения- по сравнению с вариантом без поворота якоря быстрее на время t. Если рабочий механизм не предВявляет повышенных требований к быстродействию, при возможности поворота якоря 9 он может приводиться в движение электродвигателем меньшей мощности. : Исходя из/размеров, указанных на фиг. 2, можно определить расстояние между осями упоров 8 по наружной окружности якоря 9 - L0 и максимальный угол поворота якоря 9 серийных исполнительных механизмов, выпускаемых отечественной промышленностью, имеют следующие значения К 50-22,5} t дд. 0,1-0,05с. Им соответствует угол поворота якоряо(- 18-2ef. Предельное значениеугла поворота будет, когда на якоре установлен один упор 8., Возможность поворота якоря 9 практически не влияет на величину времени остановки, так как этом режиме мало из-за относительно большого значения частоты, вращения ( пуск начинается с нулевой частоты вращения, а остановка - с максималь- . ной) . В реальных условиях к тому же помогают механическому торможению путем использования тормозных свойств самого двигателя, что вводит время остановки в требуемые пределы независимо от того, установлен якорь 9 с возможностью поворота или без возможности поворота. При за тормаживании поворачивающийся якорь 9 сопутствует в пределах угла оС(д тормозному диску 11, а так как коэффициент трения покоя больше коэффициента трения скольжения, то действие тор «эзного узла, когда якорь 9 может поворачиваться, эффективнее. Это повышает надежность торможения, удлиняет срок службы фрикционной накладки.и уменьшает износ рабочей части якоря. Эффект изобретения закЛючаехря в уменьшении времени запуска и в повышении срока службы тормозных поверхностей.

САМОТОРМОЗЯЩИЙСЯ ЭЛЕКТРОДВИГА ГЕЛЬ, содержащий статор с многофазной обмоткой, ротор, узел торгАэжения, состоящий из якоря, подпружиненного к тоЕ юзному .диску с фрикционной накладкой и установленного с возможностью перемещения вдоль оси вала, магнитопроводящие корпус и подшипниковые щиты, один из которых снабжен кольцевой немагнитной, вставкой, расположенной напротив якоря узла торможений, отличающийся тем, что, с целью уменьшения времени запуска и повышения срока службы тормозных поверхностей, якорь установлен с возможностью поворота вокруг вала, а на подшипниковом щите и якоре расположены ограничивающие упоры. 41 Од 50 со