Регулируемая синхронно-асинхронная муфта Советский патент 1989 года по МПК H02K49/04 

Изобретение относится к электрическим машинам, а именно к муфтам, используемым для пуска механизмов, предохранения от перегрузок, регулирования частоты вращения.

Цель изобретения - увеличение момента в обоих режимах работы и управление режимами работы муфты.

На чертеже представлена одна половина магнитной муфты, продольный разрез.

Магнитная муфта содержит цилиндрический индуктор 1 в виде многополосного звездообразного постоянного магнита с полюсами 2, установленного на валу 3 с возможностью его аксиального перемещения (например на шлицах), ферромагнитный якорь 4, половина рабочей поверхности 5 которого вьтолнена гладкой, а вторая половина снабжена зубцами 6, равными по шагу и размерам полюсам 2 индуктора 1, и орган 7 аксиального перемещения индуктора, соединенный с последним радиально-упорными подшипниками 8. Орган 7 может быть перемещен в аксиальном направлении с помощью зубчато-реечного, винтового, рычажного или какого-либо другого механизма (не показаны). Индуктор 1 и HKOpj. 4 могут являться как ведущей, так и ведомой мрлуфутами. Для улучшения охлаждения якоря 4 при асинхронном режиме работы муфты предпочтительнее использовать его в качестве ведущей полумуфты, имеющей наибольщую частоту вращения.

Индуктор 1 может иметь полюса чередующейся полярности или быть намагниченными в осевом направлении, когда все полюса одной половины имею одну поля-рность, а второй половины - противоположную полярность.

При крайнем левом положении индуктора 1, когда его полюса 2 находятся полностью под участком гладкой рабочей поверхности 5 якоря 4, муфта работает в асинхронном режиме с максимальным вращающим моментом и наибольшей частотой вращения. При этом магнитный поток полюсов 2 наводит в рабочей части 5 якоря вихревые токи взаимодействующее с потоком и создащие момент, зависящий от скольжения

Перемещение индуктора из его кранего левого положения вправо приводит к уменьшению длины участков полюсов 2, находящихся под гладкой по

5

0

5

0

5

40

45

50

55

верхностью 5 якоря, что вызывает уменьшение вращающего момента при асинхронной работе, увеличение скольжения и снижение угловой скорости ведомой полумуфты при постоянстве скорости ведущей полумуфты.

При крайнем правом положении индуктора 1, когда его полюса 2 находятся полностью под зубцами 6 якоря 4, муфта работает в синхронном режиме без скольжения и потерь. Тангенциальные силы притяжения между полюсами 2 индуктора и зубцами 6 якоря обеспечивают получение синхронного момента, величина которого зависит от угла сдвига осей полюсов и зубцов. В данном режиме муфта может эффективно использоваться в качестве предохранительной, поскольку перегрузка приведет к выпаданию из синхронизма и исчезновению вращающего момента.

, Перемещение индуктора из его крайнего положения влево приводит к уменьшению длины участков полюсов 2, находящихся под зубцами 6 якоря, и уменьшению синхронного момента, чем обеспечивается регулирование предельного перегрузочного момента.

При среднем положении индуктора (как показано на чертеже), когда полюса 2 одной половины находятся под гладкой поверхностью 5 якоря, а второй - под зyбцa ш 6, муфта может работать как в асинхронном, так и в синхронном режимах с уменьшАным вращающим моментом. В этом случае режим работы муфты зависит от ее предыдущего состояния и нагрузки.Если муфта перед этим работала в синхронном режиме при крайнем правом положении индуктора 1, то этот режим сохранится с уменьшением вдвое синхроного вращающего момента. Часть полюсов.2, находящаяся под поверхностью 5 якоря, не создает момента, так как при отсутствии скольжения вихревые токи в якоре не индуцируются.

Перегрузка и выпадение из синхронизма муфты приводит в этом случае к появлению скольжения, вихревых токов на участке 5 якоря и асинхронного момента. Участки полюсов 2, находящиеся под зубцами 6, при скольжении создают знакопеременный момент, per зультирующая величина которого равна нулю.

3145004

Если ранее ьгуфта работала в асинхронном режиме при крайнем левом положении индуктора 1, то этот режим сохранится с уменьшением асинхронного g вращающегося момента и отсутствием синхронного момента. В этом случае уменьшение нагрузки и скольжения до малой величины могут обеспечить втягивание муфты в синхронизм, когда ю перестает работать левая половина муфты и начинает работать правая половина.

При работе-муфты в асинхронном режиме ее выключение осуществляется 15 перемещением индуктора вправо, когда асинхронный момент снижается, а скольжение возрастает. В крайнем правом положении асинхронньш момент отсут

ствует, а результирующая знакопере- менного синхронного момента также, равна нулю и ведомая полумуфта останавливается.

Для включения муфты индуктор перемещается из крайнего правого положения влево, что вызывает появление асинхронного момента и его нарастание, обеспечивающее плавность пуска.

При крайнем левом положении индуктора асинхронный момент максимален а скольжение минимально. Медленное перемещение индуктора вправо приводит к росту сколыкения и остановке ведомой олумуфты, а быстрое перемещение, когда скольжение еще не успевает воз расти из-за наличия инерционных масс к втягиванию муфты в синхронизм, которое облегчается при пониженных нагрузках. Переход от синхронного

режима работы к асинхронному обеспечивается при любых условиях.

Разнообразные режимы работы муфты позволяют в различных условиях повысить производительность оборудования, КПД привода, упростить управление различными технологическими процессами или машинами, повысить надежность оборудования за счет предохранения от перегрузок, упростить обслуживание муфты благодаря отсутствию источников питания (электрических, пневматических, гидравлических и др.); создавать оптимальные режимы работы оборудования.

Формула изобретения

Регулируемая синхронно-асинхронная муфта, содержащая коаксиально установленные систему возбуждения, зубчатую полумуфту на валу и ферромагнитный якорь, на половине длины которого вьтолнены зубцы, аналогичные зубцам полумуфты, отличающаяся тем, что, с целью увеличения момента в обоих режимах и управления режимами работы муфты, длина якоря выполнена вдвое больше длины зубчатой полумуфты,, в качестве системы возбуждения использован звездообразный постоянный магнит, размещенный на зубчатой полумуфте, установленной на валу с возможностью аксиального перемещения на половину длины якоря с помощью органа, соединенного с ней радиально-упорным под- пмпником.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для передачи вращающего момента от двигателя к рабочему механизму и позволяет обеспечить асинхронный и синхронный режимы работы, бесступенчатое регулирование вращающего момента и частоты вращения, предохранение от перегрузок. Цель изобретения - увеличение момента в обоих режимах и управление режимами работы муфты. Муфта содержит цилиндрический индуктор 1 .в виде многополюсного звездообразного постоянного магнита с полюсами 2, установленного на валу 3 с возможностью аксиального перемещения, ферромагнитный якорь 4, половина рабочей поверхности 5 которого выполнена гладкой,а вторая половина снабжена зубцами 6, равными по шагу и размерам полюсам 2, и орган 7 аксиального перемещения индуктора, соединенный с последним радиально-упорными подшипниками 8. Перемещением индуктора в аксиальном направлении осуществляется изменение режима работы муфты, регулирование передаваемого вращающего момента и частоты вращения рабочего механизма. 1 ил. а (Л ел 4i 0