Двигатель постоянного тока Советский патент 1981 года по МПК H02K23/04 H02K7/102 

t

Изобретение относится к электрическим машинам и может быть использовано в электроприводах роботов и манипуляторов в качестве исполнительного двигателя, создающего тормозное усилие.

Широко известны тормозные двигатели и электродвигатели со встроенным тормозом 1.

Однако эти двигатели содержат тормозную катушку, служащую для затормаживания или растормаживания двигателя, что требует дополнительных устройств и увеличивает массогабаритные показатели.

Наиболее близким к предлагаемому является двигатель постоянного тока комбинированного возбуждения, содержгиций кольцевую обмотку последовательного возбуждения, расположенную на ярме, и полюса из магнитомягкого материала, установленные между полюсами из постоянных магнитов, образующие магнитную систему, полый якорь, внутри которого размещено ярмо 2 .

Однако .известный двигатель не -создает тормозного усилия, в результате чего в системах электроприводов роботов и манипуляторов необходимо

включать дополнительные тормозные элементы для стопорения перемещающегося груза по какой-либо координате. с Цель изобретения - создание тормозного усилия при отключении питания, повышение быстродействия пуска при растормаживании.

Поставленная цель достигается тем, JQ что в известный двигатель постоянного тока введена тормозная пружина, расположенная между валом и указанным ярмом, которое выполнено с разрезом под углом не менее к оси вала, при этом магнитная систе15ма расположена на ярме внутри полого якоря, а на ярме и внешнем магнитопроводе закреплены немагнитные тормозные диски.

На фиг. 1 изображен двигатель,

20 продо.пьный разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1.

Двигатель содержит вращающееся ярмо 1 (фиг. 1), которое имеет воз25можность перемещения в аксиальном направлении под действием электромагнитных сил катушки 2 возбуждения и тормозной пружины 3, которая расположена между валом 4 и внутренним 30 магнитопроводом 5 и опирается одним

концом в Подшипниковый щит, а другим во внутреннее ярмо. Тормозной диок б ярма 1 имеет возможность входить в контакт с тормозным диском 1, ракрепленным на внешнем магнитопроводе 8. Активные полюса 9 (фиг. 2) из постоянных магнитов чередуются с пассивными полюсами 10 и. превышают по длине, неявно выргикенные полюса 11 (фиг. 1), представляюпше собой шихтованное кольцо, закрепленное на внешне магнитопроводе 8, на величину зазора между тормозными дисками б и 7, образуя вместе с .ярмоМ 1 вращаницийся индуктор. Между этим индуктором и немагнитным подшипниковым щитом 12 находится закрепленная на валу 4 щеточная траверса 13 (фиг. 3) со щетками 14. Якорь 15 (фиг. 1) с коллектором 16 и контактными кольцами 17 смонтированы неподвижно на внешнем магнитопроводе 8. Фланцевый магнитопровод представляет собой единое целое с внутренним магнитопро водом 5. Между неподвижным магнитопроводом 5 и ярмом 1,имеется зазор порядка 50 мкм в двигательном режиме с наклоном-под углом не менее 22°30(t к оси вала. Угол наклона выбирается исходя из получения максимального тягового усилия.

Двигатель работает следующим образом.

В тормозном режиме работы при отсутствии тока в цепи якоря 15 двигателя и катушки 2 возникает усилие тормозной пружины 3, и тормозной дис б ярма 1 входит в контеист с тормозным диском 7. Вал заторможен. При наличии тока в цепи якоря 15 в кольцевой катушке 2 возбуждения возникает магнитный поток, згшыкающийся по пути 5-1-9-15-11-8-5, создающий злектромагнитное усилие, прерывающее контакт-тормозных дисков б.л 7, сжямаю щее тормозную пружину 3, сводя до практически выполняемого минимума воздушный зазор между ярмом 1 и внутренним магнитопроводом 5. Машина переходит Da двигательный режим работы. Ввиду того, что в первый момент подачи напряжения ток двигателя достигает своего максимального значения (пусковой ток), растормаживание вращающегося индуктора происходит под значительным тяговым усилием, обусловленным трком короткого замыкания, т.е. практически мгновенно. Этим обеспечивается быстродействие пуска.

Таким образом, предлагаемая конструкция позволяет получить тормозные режимы работы двигателя постоянного тока, повысить быстродействие пуска при растоЕмаживании, используя кольцевую катушку возбуждения и выполняя 5 зазор между внутренним неподвижным и вращающимся ярмом под углом не менее 29 к оси вала.

Формула изобретения

.Двигатель, постоянного тока,-содержащий внешний магнитопровод, кольцевую обмотку последовательного возбуждения, полюса из магнитомягкого материала, установленные между полюсами из постоянных магнитов, образующие магнитную ситему и полый якорь, внутри которого размещено ярмо, укрепленное на валу, отличающ и и с я тем, что,с целью повышения быстродействия пуска при растормаживании, в него введена тормозная пружина/ расположенная между валом и указанным ЯЕМОМ, которое выполнено с разрезом под углом не менее 22 30 к оси вала, при этом магнитная система расположена на ярме внутри полОго якоря, а на ярме и внешнем магнитопроводе закреплены немагнитные тормозные диски.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1,Патент США t 3668445,

кл. Н 02 К 7/102, опублик, 1976.

2.Авторское свидетельство СССР NI 607312, кл. Н 02 К 23/04, 1977 (прототип).