Регулируемая электромагнитная муфта Советский патент 1980 года по МПК H02K49/06 

1

Изобретение относится к электри- . ческим машинам, а именно к регулируемым муфтам с электромагнитным возбуж- . дением, и может быть использовано в регулируемых приводах.5

Известна регулируемая электромагнитная муфта, содержащая явнопьлюсный индуктор, соединенный с приводным двигателем, соосную с индикатором недомую полумуфту с короткозамкнутой «О обмоткой и неподвижный статор с короткозамкнутой обмоткой, установленный концентрйчно относительно индуктора и ведомой полумуфты ll .

Недостаток указанной муфты - Малый|5 диапазон регулирования скорости вращения (при регулировании путем изменения тока возбуждения индуктора не удается получить низких скоростей вращения из-за остаточной намагниченнЬс-20ти элементов муфты).

.Известна также регулируемая электромагнитная муфта , содержащая ведущую полумуфту с короткозамкнутой обмоткой, ведомую полумуфту, вьтолненную в ви- 25 де системы электромагнитов с явновыраженными полюсами, дополнительную систему электромагнитов, соосную с (Ведомой полумуфтой и механически с ней не связанную, и регулируемые ис- 30

точники питания обмоток возбуждения ведомой полумуфты и дополнительной системы электромагнитов, при этом ведомая полумуфтаи дополнительная система электромагнитов установлены концентрйчно ведущей полумуфте и.

Недостаток муфты - малый диапазон регулирования скорости выходного вала.

Цель изобретения - расширение диапазона регулирования скорости.

Поставленная цель достигается тем, что муфта снабжена сервоприводом, в цепь питания которого включен датчик величины и направления TOKk, сервопривод соединен с дополнительной системой электромагнитов, установленной с возможностью вращения, а датчик тока сервопривода через регулятор под- ключен к управлянвдим входам источни ков питания обмоток возбуждения.

На фиг. 1 изо(5ражена электромагнитная муфта; на фиг. 2-5 - векторные диаграммы, йояснякицие принцип действия муфты с регулятором тока возбуждения.:

Ведущая пблумуфта 1 выполнена в виде ротора короткозамкнутого асинхронного электродвигателя с беличьей клеткой, жестко насаженного на вал 2. Полумуфта Г ЪрЩаёТсй а йагнитнрм поле, создаваемом дополнительной системой электромагнитов 3 и электромагнитами 4 ведомой полумуфты. Электромагниты 3 и 4 в ыПбИ Гейы в виде- полю ёЪй дв игателя постоянного тока. Они имеют обмотки 5 и 6 возбуждения соот ветствённо. Полярности двух соседних полТосовразличны. Обмбтгйа 5 первого комплекта электромагнитов 3 соединена эШ К рйче«км с контактнйми кольцгини 7, а обмот1 а б - с 1сонтан;тными кольцами. Ъбмотк а 5 питание от 9, а обмотка 6 подключе на к истЪчнику 10 пит31нйя. СёрдёЧййки электромагнитов жестко закреплены на станинах 11 и 12,кото| ые соединены (:(5тйеТСТйенно со щитами 13 и 14. Электромагниты 3 и 4 свободНб вращают ™Ш 6твосй ёльно ротора 1, Электромагниты 3 связаны с валом 15 через жест ко зак репленное со щитом 13 зубчатое колесо 16 и шестеренку 17. вторая полумуфта связана с выходйым валом 18 7 чё)рез жё&тко эакрёплённйе со шитом 14 зГубчатое колесо Т91иГ%ёетеренку (3. вал 15 :§1рШайЙгс: Г Г йби01аью серводвигателя 21, который снабжен датчиком 22 величины и направления тока, вШШнякядим )роль элемента обратной д1151Г1Г1Ш1сЭДЙШЗШРа с ре гулйруемыми источниками 9 и 10 питания. ., , . На фиг. 2 и 3 показаны йекторные Ша рс1М 1Ы для магнитных потоков (Ф), ЭДС (Ё) итЪков ( Шучая, когда 1:кВр8е ё°1 аШШ51 Ш нй йнх сйстёй ведомой полумуфтба не велика (большое скольжение). ...,:;-; ::,--:.;;;.:;;.;:; ., На фиг. 4 и 5 показаны векторные fiW Mr paS Bi lft - bpdcTH Магнйтных систем, близко к синхронной .(йЬ ШноШёйий к йбрй мому ротору) .На фйг. 3 и5 приведены при втс тс 1ий Ьбратнрйсвязй по направ ЯШГЙГГ теЖйн 1 1Ш р8Шл; Т1оатгрШянае т учетом обратной связи. Индекс 1 присвоен ведущей магнитной системе, а индекс 2 ведомой. I , Электромагнитная муфта работает .следукяцим образом. „ При вращении Тполумуфты 1 wisatffaTBoM создаваемом комп тектом электромагнитов 3, в стержнях бёличьёй клетки ротора возникают ббразуйщйё магнитное n®je ротора, перемещающееся в прос;т Sm pmW6 V iTKrpbM&rHKTai3. При этом комплект электромагнитов 4 следует за магнитным полем ротора. 1. В частности, если электромагниты 3 неподвин5ны, то иэлектромагниты 4 также неподвижны. При e j aineHHitf электромагнитов 3 с помощьюсерводвигателя 21 чГёрез кинематическую пару 16, 17 второй комплект электромагнитов 4 ; гакжё вращается с синхронной скорое.v-i . - ..;.„. .--:.;Lir,,-, тью по отношению к электромагнитам 3. Датчик 22 регистрирует и усиливает сигнал, пропорциональный величине и направлению тока серводвигателя 21. Сигнал воздействует на источники 9 k 10 питания, увеличивая или уменьшая величину тока в обмотках 5.и 6, возбуждения. Магнитные поля Ф и Ф г наводимые соответственно комплектами электромагнитов 3 и 4 (см. фиг. 2 и 3), создают в беличьей клетке ротора 1 ведущей полумуфты соответствующие ЭДС с Е и Е,, отстгиощие по отношению Из-за индуктивной к потокам на сост&влякедёй токи 3 и З, в роторе отстают на угол ч , меняющийся в зависимости от скольжения. Ко.второму комплекту электромагнитов 4 приложена нагрузка;, вследствие чего оба -комплекта сдвинуты на некоторый угол. На каждый комплект электромагнитов воздействует момент сил, как резуль тат взаимодействия магнитного потока Ф , или Ф. и суммарного тока 3j, ротора ведущей полумуфты 1 (9-угол сдвига векторов тока и потока). Выбором величины магнитного потока Ф добиваются того, что момент, действующий на первый комплект электромагнитов 3, который соединен с серводвигателем, равен нулю (см.. фиг.З). За уменьшения величины магнитного потока Ф суммарный ток 3,, сдвинут ПО отношению к потоку Ф Tea угол 180°. На фиг. 4 показана векторная ;: аграмма для случая, когда угол Ч меяаду ЭДС и током невелик. Для получения аналогичного эффекта, т.е. нулевого момента на валу сервОдвигателя, снижаю.т величину Ф (см. фиг. 5), чем добиваются того, что к серводвигателю не прикладывается момент нагЗрузки, ни двигательный, ни генераторный. Требуемый закон изменения токов возбуждения ,обеспечивается за счет обратной свйзи мееду величиной и направлением токов нагрузки серводвигателя и токами возбуждения магнитных систем с помощью датчика 22. Так как серводвигатель работает практически на холостомходу, то его габаритные размеры и вес минимальны. Для регуЛйрЬзвания с1йбр15сГ й вращения выходного вала используют любую известную сисfeMy. регулирования скорости электрических машин. Размеры и мощность такого регулятора тока.незначительны. Регулировочные свойства муфты . опреДеляются дйапаэоном регулирования серводвигателя. Существующие системы р е1 улирЬв aiilsift позволяют получить практически любой требуемый диапазон. Формула изобретения Регулируемая з Лёктромагнитная муфта, содержащая ведущую полумуфту с

короткозс1мкнутой обмоткой, ведомую полумуфту, выполненную в виде системы электромагнитов с явновыраженными полюсами дополнительную систему электромагнитов , соосную с ведомой полумуфтой и механически с ней не связанную, регулируемые источники питания обмоток возбуждения ведомой полумуфты и дополнительной системы электромагнитов, при этом ведомая полумуфта и дополнительная система электромагнитов установлены концентрично ведущей полумуфте, отличающаяс я тем, что, с целью расширения диапазона регулирования скорости, она

снабжена сервоприводом, в цепь питания которого включен датчик величины и направл:ения тока, сервопривод соединен с дополнительной системой электромагнитов, установленной с возможностью вращения, а датчик тока сервопривода через регулятор подклиь чен к-управляющим входам источников питани 1 обмоток возбуждения. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

0

1.Патент США 2790917,кл.310-102, 1957,2.Патент Германии 209282, кл. 21d., 42, 1907.

6 I/ №

:.Г

,

Фие.3

.4

Фиг. 5