Синхронно-асинхронный тормоз Советский патент 1990 года по МПК H02K49/04 

Изобретение относится к электротехнике.

Целью изобретения является повышение тормозного момента.

На фиг. 1 представлено индукционное тормозное устройство с круговым статором, разрез; на фиг. 2 то же, с дуговым статором, на фиг. 3 - то же, с линейным статором.

Устройство состоит из индуктора- статора 1, ротора 2 и источника постоянного тока 3. Статор 1 представляет собой массивный магнитопровод, несущий на поверхности, обращенной к ротору 2, зубцы 4 и пазы 5. В маг- нитопроводе статора в осевом направлении выполнена прорезь 6, минимальная ширина которой в несколько десятков раз должна превышать величину воздушного зазора .7 между статором 1 и ротором 2. Обмотка статора 1 выполнена в виде ряда кольцевых секций 8 с одинаковым направлением намотки,, включенных между собой последовательно и согласно. Зажимы обмотки статора 1 присоединены к полюсам источника постоянного тока 3. При таком включении обмотки статора 1 постоян- ньй ток в сторонах секций 8, разме- ш;енных в пазах 5, имеют одинаковое направление, показанное условно крестиками. Магнитопровод ротора 2 несет на поверхности, обращенной к стато- РУ 1, зубцы 9 и пазы 10. Ширина зубцов 9 и длина зубцового деления (сумма ширины зубца 9 и паза 10) ротора 2 выполнены равными соответственно ширине зубца 4 и длине зубцового деления (сумма ширины зубца 4 и паза 5) статора 1. Зубцы 9 ротора 2 расположены параллельно зубцам 4 статора 1. В пазах 10 ротора 2 размещена обмотка 11. Конструктивно она может быть выполнена также короткозамкнутой или фазной. Возмож- на также конструкция массивного ротора 2, на котором обмотка 11 отсутствует. Однако эффективность работы тормоза в зоне низких скоростей при этом снижается.

Устройство работает следующим образом.

При подключении обмотки статора 1 к источнику постоянного тока 3 в воздушном зазоре 7 возбуждается стационарное магнитное поле. Если в исходном состоянии оси зубцов 9 ротора 2 смещены относительно осей :

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

зубцов 4 статора 1, то на зубцы 9 со стороны зубцов 4 действуют силы магнитного тяжения, обуславливающие создание на валу ротора 2 момента, под действием которого ротор 2 поворачивается и занимает по отношению к статору 1 положение, показанное на фиг. 1, 2 и 3, т.е. положение, при котором оси зубцов 4 статора 1 совпадают с осями зубцов 9 ротора 2.

Если к валу ротора 2 приложить внешний движущий момент, например, в направлении часовой стрелки, то оси зубцов 9 ротора 2 смещаются относительно зубцов 4 статора 1 в направлении часовой стрелки, что приводит к возникновению на валу рото ра 2 синхронизирующего момента, действующего в направлении против часовой стрелки. Таким образом, к валу ротора 2 в этом случае приложены два момента, один из которых (внешний) является движущим, а другой (синхронизирующий) тормозным. Если величина синхронизирующего момента превышает величину внешнего движущего момента, то ротор 2 остается не подвижным, а оси его зубцов 9 оказываются несколько смещенными в направлении по часовой стрелке относительно осей зубцов 4 статора 1. Величина угла смещения зубцов 9 и 4 определяется внешним движущим моментом и возрастает с его увеличением.

В случае, когда внешний движущий момент, приложенный к валу ротора 2, оказывается больше максимального синхронизирующего момента тормозного устройства, ротор 2 приводится во вращение в направлении действия вращающего момента, В проводниках обмотки 11 при этом индуцируется электродвижущая сила, под действием которой в проводниках обм отки 1 1 возникает электрический ток. При взаимодействии стационарного магнитного поля статора 1 с электрическими токами обмотки 11 ротора 2 создается электромагнитное тормозное усилие, обуславливающее на валу ротора 2 электромагнитный асинхронный тормозной момент. Одновременно на зубцы 9 ротора 2 со стороны зубцов 4 статора 1 действуют изменяющиеся по величине и знаку силы магнитного тяжения, соз- на валу ротора 2 пульсирующий

.момент, частота изменения которого определяется количеством зубцов 4 и

зубцов 9 статора 1 и ротора 2 и числом оборотов ротора 2.

Таким образом, данное устройство обеспечивает на валу неподвижного ротора 2 создание тормозного момента равного по величине максимальному синхронизирующему моменту, а на валу вращающегося ротора 2 изменяющийся по величине тормозной момент, равный сумме асинхронного тормозного момента и пульсирующего синхронизирующего момента.

Выполнение обмотки статора 1 в виде кольцевых катушек 8, имеющих одинаковое направление намотки и включенных последовательно и согласно, при наличии прорези 6 приводит к существенному увеличению магнитного поля в зазоре 7 и росту величины асинхронного тормозного момента и синхронизирующего момента. При этом повышается эффективность работы индукционного тормозного устройства.

Таким образом, создание тормозного момента на валу неподвижного ротора 2 и получение на валу вращающегося ротора 2 пульсирующего с определенной частотой тормозного момента обеспечивает расширение функциональных возможностей предлагаемого тормозного устройства постоянного тока.

Выполнение обмотки статора 1 из кольцевых катушек 8 с одинаковым направлением их намотки и последовательным и согласным включением позволяет , получить в статорах секций 8, размещенных в пазах 5, постоянный ток одинакового направления, что приводит к значительному увеличению тор- мозного момента и повьшению эффек- Тивности работы устройства,

Формула изобретения

Синхронно-асинхронный тормоз, содержащий индуктор с зубцами и катушечной обмоткой возбуждения, зубчатый якорь с короткозамкнутой обмоткой с одинаковой шириной зубцов на статоре и роторе, отличающий- с я тем, что, с целью повышения тормозного момента, обмотка возбуждения выполнена распределенной в виде кольцевых секций, охватывающих ярмо

индуктора, активная часть секций

расположена в пазу и секции соединены последовательно-согласно, а на магнитопроводе индуктора выполнена прорезь в продольном осевом направле И ширина которой выполнена больше величины воздушного зазора не менее , чем на порядок.

Изобретение относится к электротехнике. Цель изобретения - повышение тормозного момента. Синхронно-асинхронный тормоз содержит индуктор 1 в виде магнитопровода с зубцами и пазами и обмоткой, размещенной в пазах, отделенный от статора воздушным зазором ротор 2, на поверхности магнитопровода которого, обращенной к статору, выполнены зубцы и пазы, и источник постоянного тока 3, к которому подключена обмотка статора. Длина зубцового деления ротора и ширина его зубцов выполнены равными длине зубцового деления и ширине зубцов индуктора 1, а обмотка индуктора выполнена в виде кольцевых секций 8 с одинаковым направлением намотки, соединенных между собой последовательно и согласно. В ярме индуктора 1 выполнена прорезь 6. Последовательно-согласное включение секций 8 обеспечивает увеличение индукции вдоль зазора. 3 ил.

Фиг.з