Гистерезисная магнитная муфта с регулируемым моментом Советский патент 1993 года по МПК H02K49/04 

Изобретение относится к электротехнике, а более точно к устройствам, передающим механическое усилие с помощью магнитного поля.

Целью изобретения является уменьшение инерционности муфты за счет сокращения времени корректировки величины передаваемого момента.

На фиг. 1 представлена принципиальная схема муфты; на фиг.2 - электрическая схема обмотки постоянного тока ведомой полумуфты; на фиг.З - картина распределения индукции в ферромагнитном материале ведомой полумуфты от обмотки постоянного тока, где 1 - ведущая полумуфта с постоянными магнитами, 2- ведомая полумуфта из ферромагнитного материала, 3 - обмотка постоянного тока, 4 - контактные кольца, 5

- ветвь обмотки постоянного тока прямого включения по направлению тока, 6 - ветвь обмотки постоянного тока обратного включения по направлению тока, N.S - полюса магнитов ведущей полумуфты, U - глубина проникновения поля, б- воздушный зазор.

Устройство работает следующим образом.

При отсутствии подведения напряжения к кольцам 4 обмотки 3 гистерезисный слой полумуфты 2 при вращении полумуфты 1 циклически перемагничивается по определенному гистерезисному циклу, определенному видом заложенного в конструкцию ферромагнитного материала. Под воздействием гистерезисного момента полумуфта 2 начинает вращаться в сторону вращения по00

V

(Ј

лумуфты 1. При этом гистерезисный момент муфты не зависит от скорости вращения ги- стерезмсного слоя относительно индуктора и от скорости вращения самого индуктора, а зависит только от удельных потерь на гистерезис за один цикл перемагничивания и объема перемагничиваемого гистерезисно- го слоя.

Для регулирования величины гистере- зисного (передаваемого) момента в состав ведомой полумуфты 2 введена обмотка 3 постоянного тока. При этом выполняются два условия: создание компактного малоинерционного устройства регулирования момента; исключение причин появления дополнительного момента, искажающего заданный режим работы муфты.

Для выполнения первого условия обмотку 3 постоянного тока через контактные кольца 4 подключают к источнику постоянного тока без жесткого соблюдения требований по полярности подключаемого напряжения. При этом вокруг проводников с током обмотки 3 возникает магнитное поле (см.фиг.З), которое занимает часть объема перемагничиваемого гистерезисиого слоя ведомой полумуфты 2, а поскольку величина передаваемого момента при вращении полумуфты 1 прямо зависит от объема перемагничиваемого гистерезисного материала полумуфты 2, то при уменьшении этого объема происходит уменьшение передаваемого момента. При уменьшении величины протекающего по обмотке 3 постоянного тока происходит возрастание ве- личииы передаваемого момента. Максимальная величина передаваемого момента от полумуфты 2 будет при отсутствии протекания тока в обмотке 3. Обмотка 3 обладает малой индуктивностью и занимает незначительную часть объема гистерезисного слоя прлумуфты 2, Для выполнения второго условия обмотка 3 расположена внутри гистерезисного слоя полумуфты 2, т.е. заэкраниропана от воздействия магнитного поля постоянных магнитов полумуфты 1 в воздушном зазоре б. Однако в случае, если экранирование недостаточно или малоэффективно, в электрической схеме обмотки 3 предусмотрены две равнозначные ветви 5 и 6 встречного включения тока, которые, в принципе, исключают появление вращающего момента от взаимодействия

протекающего в обмотке 3 постоянного тока с магнитным полем постоянного магнита. По этой же причине за счет встречного включения ветвей 5 и 6 возникающая противоЭДС в обмотке 3 равна нулю. При этом для создания эффективного магнитного поля от постоянного тока в гистерезисном слое полумуфты 2 две ветви 5 и б обмотки 3 сдвинуты между собой на одну половину шага

обмотки (см. фиг,2 и 3} и для исключения при этом возможности возникновения (сведения к минимуму) аксиального усилия притяжения между магнитным полем обмотки 3 и полем постоянного магнита по дуге между

смежными полюсами магнитов ведущей по

лумуфты 1 на ведомой полумуфте 2 располагают четное число витков из ветви 5 или б обмотки (см.фиг.З). Вследствие этого на аксиальном пути взаимодействия магнитных полей постоянных магнитов с магнитным полем обмотки 3 создается увеличенное магнитное сопротивление для прохождения магнитного потока взаимопритяжения. Предлагаемая аксиальная муфта с регулированием передаваемого момента за счет

введения в состав ведомой полумуфты обмотки постоянного тока обладает малой инерционностью. Время переходного процесса изменения величины передаваемого

момента менее 1 с. В этом состоит основное преимущество предложенного решения над имеющимися а практике аналогами. Описанное устройство аксиальной муфты может найти широкое применение в схемах быстроходных следящих систем барабанной намотки пленок, проводов и нитей. Формул а изобретения Гистерезисная магнитная муфта с регулируемым моментом, содержащая ведущую

полумуфту с полюсами в виде постоянных магнитов, ведомую полумуфту с гистерезис- ным слоем, отличающаяся тем, что, с целью уменьшения инерционности муфты за счет сокращения времени корректировки

величины передаваемого момента, ведомая полумуфта снабжена обмоткой постоянного тока, выполненной из двух равнозначных ветвей встречного включения, равномерно расположенных в одной плоскости со сдвигом между собой по окружности на половину шага, размещенных в гистерезисном слое так, что по дуге между смежными полюсами расположено четное число витков одной из ветвей обмотки.

te. /

Использование: в электроприводах для передачи механического усилия с помощью магнитного поля. Сущность изобретения: гистерезисная магнитная муфта содержит ведущую полумуфту 1 с полюсами в виде постоянных магнитов и ведомую полумуфту 2 с гистерезисным слоем, в котором размещена обмотка 3 постоянного тока. Обмотка постоянного тока состоит из двух равнозначных ветвей встречного включения, равномерно расположенных в одной плоскости со сдвигом между собой по окружности на половину шага, причем между смежными полюсами расположено четное число витков одной из ветвей обмотки. Снабжение ведущей полумуфты такой обмоткой посто-: янного тока позволяет создать малоинерци- онное устройство для регулирования передаваемого момента. 3 ил. « Ј

qit/zt

fe.J