Ротор Советский патент 1981 года по МПК H02K1/22 H02K49/04 

Изобретение относится к электрома шиностроению, преимущественно к элек тромагнитньвл тормозам, и мойет использоваться для торможения вращшощихся тел. Известны конструкции малоинерцион ных электромагнитных тормозов с полым цилиндрическим ротором, обеспечивающие демпфирование соудгфяющихся тел в системах автоматики (авиации, транспорта и т.п.), при котором осуществляется быстрый разгон тетора тормоза за время д скорости порядка 10 с tUf I 2 и СЗ. Однако при этом на ротор действует динамический момент, приводящий к деформации ротора и его заклиниванию .в расточке статора и выходу тормоза из строя. Кроме малой надежности малоинерционных электрсмагНйтных тормозов с полым цилиндрическим ротором эти тормоза за счет двойного воздушного зазора (создаваемого зазорами между внешним статором и нару чой поверхностью полого ротора, между внутренней поверхностью полого ротора и внутренним статором) имеют плохие энергетические показатели,такие как ток намагничивания и электро

(54) РОТОР магнитный момент по сравнению с электрическими машинaNDi,ротор которых выполнен MaccHBHtJM,например, асинхронные двигателигИменадие один воздушный зазор (между ротором и статором) на пути рабочих магнитных потоков.Однако применять эти электрические машины в качестве тормозов нельзя из-за больших величин сил, деформирующих вал ротора при практически мгновенном разгоне ротора тормоза. Наиболее бллзким к предлагаемому по технической сущности и достигае- . мому результату является ротор,со- ; держащий полый электропроводный цилиндр, жестко закрепленный на валу, и цйлинлдаичеекий магнитопровод,расположенный внутри электропроводного цилиндра с возможностью вращения относительно него и вала 4. Однако в ЭТОЙ конструкции ротора аксиальный цилиндр является по существу внутренним магнитопроводом, так как служит только для проведения магнитного трка поскольку дополнительный электромагнитный момент,создаваемый внутренним магнитом, на вал ротора перелается посредст1вом подшипников качения,имеющих коэффициент трения близким/к нулю.Кроме того,между полым цилиндром и внутренним Mai- HI. гопроводом в подобных конструкциях необходим воздушный зазор,величина которого должна исключать их соприкосновение, что приводит к уменьшению энергетических показателей ма(хшны, а проблема уменьшения динамического момента этой конструкцией ро тора так и не решена. Следовательно применять этот ротор в качестве тормоза нецелесообразно ввиду малой его надежности. Цель изобретения - повышение- энер гетических, показателей и надежности устройства. Поставленная цель достигается тем что магнитопровод выполнен в виде системы аксиальных цилиндров,установ ленных с возможностью проворота друг относительно друга и снабженных фрик ционными элементами на внутренней и и внешней поверхностях каждого аксиального цилиндра. На фиг. 1 изображен ротор- электрической машины,разрез; на фиг. 2 зависимость развиваемого электрома - нитного момента от изменения скорост Ротор электрической машины содержит основной цилиндр 1, изготовленный из электропроводящего материала и жестко закрепленный на валу ., внут ренний магнитопровод 3,выполненный в виде система аксиальных цилиндров из магнитопроводявдего материала,каждый цилиндр которой базируется своей внешней стороной на внутренней наружного и создает фрикционную пару скольжения,- так, например, первыЯ по счету цилиндр от основного цилиндра 1 базируется на его внутренней поверхности , При входе в работу электромагнитного тормоза с предлагаемым ротором цилиндр 1 ротора, жестко закрепленный на валу 2, начинает вращение, причем его деформация исключается за счет жесткости последующих цилиндров внутреннего магнитопровода 3, которы с некоторым опережением Кс1ждого внут реннего, считая от цилиндра 1 за сче фрикционной пары скольжения, последо вательно начинают вращение. Под действием электромагнитного тормозного момента при бстановке цилиндра 1 останавливаются и цилиндры внутреннего магнитопровода 3 в той же последовательности. В предложенном роторе электрической машины воздушный зазор между основным цилиндром и внутренним магнитопроводом в 2-3 раза меньше по срав нению с известным,так как внутренний магнитопровод базируется не на валу, а на поверхностях, образующих этот зазор, которые в свою очередь образуют фрикционную пару скольжения, то можно говорить об .уменьшении величины намагничивающехо тока в электромагнитном тормозе с предлагаемым ротором, т.е. об уменьшении потребляемой мощности на возбуждение и повышение энергетических показателей. При неизменном токе возбуждения, уменьшение воздушного зазора ведет к увеличению электромагнитного момента торможения. Кроме того, дополнительный электромагнитный момент,создаваемый внутренним магнитопроводом 3,передается на основной цилиндр посредством фрикционной пары скольжения. Этот электромагнитный момент состоит из моментов, развиваемых каждым ферромагнитным цилиндром внутреннего магнитопровода 3. Электрическая проводимость каждого из цилиндров влияет на смещение максимума момента, например, при уменьшении проводимости максимум сместится в сторону больших скоростей и наоборот.Подбирая материалы цилиндров по проводимости можно получить соответствующую характеристику. Величина амплитуды начальной индукции для каждого следующего слоя убывает и может быть - несложно подсчитана. Зависимость момента (n) для каждого цилиндра представлена кривыми на фиг. 2. Из этих зависимостей можно определить момент каждого -{-цилиндра при различных скоростях вращения . Если считать момент от силы трения скольжения М|.дМежду всеми цилиндрами предлагаемого ротора постоянным и независигиым от скорости вращения, то его можно представить в виде прямой 1 на фиг. 2. Момент на валу тормоза определяется суммой моментов, развиваемых всеми цилиндрами, причем моменты, развиваемые цилиндрами внутренненго магнитопровода при передаче момента посредством фрикционных пар, не могут превысить момент М|..и при скорости, например, п суммарный момент, развиваемый тормозом, равен zi-WoGH -iM, hA-т W ж It, где 1 - Номер цилиндра системы аксиальных цилиндров. Динамический момент определяется в общем виде вырс1жением М . -т- i-Ji dt Для случая, когда Мл MQ-J-(см.фиг 2) можно записать .. т.е. за счет-i-ro количества цилиндров удается ограничить динамический момент, уменьшить ударную нагрузку на вал и ротор и таким образом повысить надежность всего устройства. Формула изобретения Ротор, например, электромагнитного тормоза, содержащий полый электропроводной цилиндр,жестко закрепле ный на валу,и цилиндрический магнито провод, расположенный внутри электро проводного цилиндра с возможностью вращения относительно него и вала, отличающийся тем, что, с елью повышения энергетических пока)зателей и надежности тормоз а, магни,4-опровод выполнен в виде системы аксиальных цилиндров,установленных с возможностью поворота друг относительно друга и снабженных фрикционными элементами на внутренней и внеш ней поверхностях каждого аксиального цилиндра. Источники информсщии, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР В 487487, кл. Н 02 Р 3/04, 1975. 2.Авторское свидетельство СССР 322830, кл. Н 02 К 19/26, 1972. 3.Электротехника,1970, 9, с. 44, рис.1. 4.Грюнер Л.И. Асинхронный двигатель с полым ротором и плавгиощим ярмом. Сб. Автоматизация электроприводов и оптимизации режимов электропотреблеиия. Красноярск, 1967, с.98-103.