Бесконтактная индукционная муфта-тормоз Советский патент 1983 года по МПК H02K49/04 

Изобретение относится к индукционнь1м муфтам и тормозам и может быть. использовано для регулирования частоты вращения и торможения производстве ных механизмов. Известна бесконтактная индукционн муфта, объединенная в одном корпусе с индукционным тормозом 1. Недостатками данного устройства являются большой вес и габариты изза раздельного выполнения магнитных систем муфты и тормоза, вследствие чего каждая система используется тол ко в одном режиме. Наиболее близкой к предлагаемой является бесконтактная индукционная муфта-тормоз с разветвленной симметричной магнитной системой, содержащая магнитопровод статора в виде ярм с тремя кольцевыми выступами, между которыми размещены две кольцевые обмотки возбуждения, а средний кольцевой выступ снабжен зубцами-полюсами тормоза, два концентричных ротора, один из которых снабжен зубцами-полю сами муфты, а ближайший из них к ста тору имеет в средней части немагнитное кольцо. Одна из обмоток возбужде ния присоединена к источнику постоян ного тока непосредственно, а другая через переключатель полярности напряжения на этой обмотке . При одинаковой полярности подключения обмотки создают замыкающийся через оба ротора общий магнитный поток, обеспечивающий работу муфты-тормоза в режиме муфты. Изменение полярности на одной из обмоток приводит к образованию двух магнитных потоков, замыкающихся через ближайший к статору ротор и зубцы-полюса тормоза и создающих тормозной момент. Недостатками известной муфты-тормоза являются низкие значе1 я КПД, вращающего момента и передаиваемой ь ощности при работе в режимемуфты. Это связано с тем, что часть общего магнитного потока ответвляется и проходит через зубцы-полюса тормоза на среднем кольце статора, вызывая появление тормозного момента,;.увеличивающего потери мощности и снижающего передаваемый момент. Цель изобретения - повышение КПД, вращающего момента.и передаваемой мощности. Указанная цель достигается тем, что муфта-тормоз снабжена дополнительной кольцевой обмоткой, разманенной в пазу, выполненном в центре среднег кольцевого выступа магнитопровода ст тора и блоками регулирования и отклю чения, при этом дополнительная обмот ка присоединена к источнику постоянн го тока через блок регулирования ток и блок отключения. На чертеже схематически представлено;, предлагаемое устройство. Муфта-тормоз содержит магнитопровод 1 статора в виде ярма с тремя кольцевыми выступами, между которыми размещены, кольцевые обмотки ввозбуждения 2 и 3, а средний кольцевой выс туп 4 снабжен зубцами-полюсами 5 тор моза. На валу б закреплен ротор 7 с зубцами-полюсами 8 муфты, а на валу ротор 10, имеющий в средней части немагнитное кольцо 11. В среднем кольцевом выступе 4 маг нитопровода статора 1 размещена дополнительная кольцевая обмотка 12. Она помещается- в пазу 13, разделяющем зубцы-полюса 5 тормоза на равные части . Дополнительная обмотка 12 присое динена к источнику постоянного тока через блок 14 регулирования (регулируемый резистор) и блок 15 отключения, например, третий полюс 16 пере ключателя, два полюса которого исполь зуются для изменения полярности на одной из обмоток возбуждения, например 3,- причем включение дополнительной обмотки 12 осуществляется при одинаковой полярности по;о лючения обмоток 2 и 3. Зубцы-полюса 8 муфты могут быть выполнены как на роторе 7 так и на роторе 10. Статор 1 может быть внутренним, а ротор 7 внеганим элементами конструкции. Валы 6 и 9 могут использоваться в качестве ведущих и ведомых.. Так как тормозной йомент действует на ротор 10 и вал 9, то при необходимости торможения производственного механизма вал 9 используется в качест ве ведомого, а при необходимости торможения приводного двигателя, например перед его реверсом для снижения тока и нагрева, - в качестве -ведущего Для работы в режиме муфты переключатель 16 устанавливается в положение показанное на чертеже. В обмотках воз буждения 2 и 3 протекают токи одного направления, создающие общий магнитный поток Ф, показанный штриховой линией со стрелками. При отсутствии дополнительной обмотки 12 этот поток в якоре разветвляется на две части Фд и Ф. Часть потока Фд, замыкается через зубцы-полюса 8 ротора 7 и создает вращающий момент за счёт электромагнитного взаимодействия с вихревыми токами, наводимыми в роторе 10. Вторая часть потока Ф, проходящая через зубцы-полюса 5 тормоза, при отсутствии обмотки 12 создает тормозной момент, увеличивающий потери и снижающий КПД, момент и передаваемую мощность . Наличие дополнительной обмотки 12 при подключении ее к источнику с такой же полярностью, как обмоток 2 и 3, вызывает появление магнитного потока Ф, iкомпенсирующего составляющуюФ и увеличивающего составляющую Ф. потока муфты. Блоком 14 регулирования (резистором) в дополнительной обмотке 12 устанавливается такой ток, при ко.тором :пррисходит полная компенсация потока .. Ф, что легко определяется по максимуму угловой скорости ведомого вала 9, При регулировании напряжения щеточника питания токи во всех обмотках 2, 3 и 12 изменяются пропорционально, поэтому компенсация сохраняется на в,сех режимах работы. В режиме полной компенсации через зубцы-полюса 5 тормоза поток не проходит. Образуется единый неразветвленный магнитный поток, проходящий только через ротор 7 и увеличенный в сравнении с потоком Ф, поскольку намагничивающая сила дополнительной обмотки 12 суммируется с намагничиваю .щей силой обмоток 2. и 3, Таким образом, поток Ф, создающий вращающий момент, не только достигает значения потока Ф, но и превышает его, что сопровождается значительньм увеличением момента и передаваемой мощности. Компенсация потока Ф обеспечивает снижение потерь и повышение КПД муфтц тормоза в режиме муфты. При изменении полярности обмотки 3 переключателем 16 обмотка 12 отклю чается, токи в обмотках 2 и 3 протекают в противоположных направлениях и образуют два магнитных потока, замыкающихся через две половины ротора 10 и зубцы-полюса 5 тормоза. В таком режиме муфта-тормоз обеспечивает тормозной режим и не отличается от прототипа. Использование изобретения обеспечивает повышение КПД, вращающего момента и передаваемой мощности при работе-тормоза в режиме муфты. Формула изобретения Бесконтактная индукционная муфтатормоз с разветвленной симметричной магнитной системой, содержащая магнйтопровод статора в виде ярма с тремя кольцевыми выступами, между которыми размещены две кольцевые обмотки возбуждения, а средний кольцевой выступ снабжен зубцами-полюсами тормоза, два концентричных ротора, один из которых снабжен зубцами-полюсами муф