Самотормозящийся электродвигатель

 

САМОТОРМОЗЯЩИЙСЯ ЭЛЕКТРОДВИГА ГЕЛЬ , содержащий статор с многофазной обмоткой, ротор, узел торгАэжения , состоящий из якоря, подпружиненного к тоЕ юзному .диску с фрикционной накладкой и установленного с возможностью перемещения вдоль оси вала, магнитопроводящие корпус и подшипниковые щиты, один из которых снабжен кольцевой немагнитной , вставкой, расположенной напротив якоря узла торможений, отличающийся тем, что, с целью уменьшения времени запуска и повышения срока службы тормозных поверхностей, якорь установлен с возможностью поворота вокруг вала, а на подшипниковом щите и якоре расположены ограничивающие упоры. 41 Од 50 со

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

3(50 Н 02 К 7/106

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ. ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3346014/24-07 .(22) 16.10.81 (46) 23.09.83. Бюл.- М 35 (72) С.В. Покровский, О.A. Гущина и В . Н. Погодин (71) Чувашский государственный университет им. И.H. Ульянова (53) 621.313.3(088.8) (56) 1. Гусельников Э.М. и Цукерман Б.С. Самотормозящиеся двигатели. N., "Энергия", 1971, с. 16.

2. Авторское свидетельстно СССР

9 377941, кл. Н 02 К 7/10, 1971.

3.. Авторское свидетельство СССР

М 178892, кл. Н 02 К 41/06, 1965. (54)(57) САМОТОРМОЗЯЩИИСЯ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ, содержащий статор с мно„„Su„„1043793 A гофазной обмоткой, ротор, узел торможения, состоящий из якоря, подпружиненного к тормозному, диску с фрикционной накладкой и установленного с возможностью перемещения вдоль оси вала, магнитопроводящие корпус и подшипниковые щиты, один из которых снабжен кольцевой немагнитной. вставкой, расположенной напротив якоря узла тоРможений, отличающийся тем, что, с целью уменьшения времени запуска и повышения срока службы тормозных поверхностей, якорь установлен с возможностью поворота вокруг вала, а на подшипниковом щите и якоре расположены ограничивающие упоры.

1043793

Изобретение относится к электротехнике, а именно к самотормозящимся тихоходным эл".ктродвигателям, применяемым в электрических исполнительных механизмах систем автоматического регулирования и управления технологическими процессами в различных областях промышленности.

Известен самотормозящийся электродвигатель, содержащий статор, ротор, якорь, подпружиненный тормозной диск и подшипниковые щиты, например самотормозящийся электродвигатель с втулкой-вставкой, примыкающей к вспомогательной части ротора. В этом электродвигателе якорь вращается совместно с ротором и может перемещаться относительно ротора только в аксиальном направлении 1 ).

Однако этот электродвигатель имеет недостаточное быстродействие и повышенный износ фрикционных.накладок.

Известен также электродвигатель со встроенным электромагнитным тормозом, у которого.для сохранения величины зазора в электромагнитной системе тормоза применено устройство, компенсирующее износ тормозных плоскостей (2 ). ,Однако данный электродвигатель также имеет малое быстродействие.

Наиболее близким к предлагаемому является самотормозящийся электродвигатель, содержащий статор с многофазной обмоткой, ротор, узел торможения, состоящий из якоря, подпружиненного к тормозному диску с фрикционной накладкой и установленного с возможностью перемещения вдоль оси вала, магнитопроводящие корпус и подшипниковые щиты, один из которых снабжен кольцевой немагнитной вставкой, расположенной напротив якоря узла торможения (3).

-Недостатками известного электродвигателя являются малое быстродействие и увеличенный износ тормозных поверхностей.

Целью изобретения является уменьшение времени запуска, а также повышение срока службы фрикционных накладок.

Цель достигается тем, что в самотормозящемся электродвигателе, содержащем статор с многофазной обмоткой, ротор, узел торможения, состоящий из якоря, подпружиненного к тормозному диску с фрикционой накладкой и установленного с воэможностью перемещения вдоль оси вала, магнитопроводящие корпус и подшипниковые щиты, один из которых снабжен кольцевой немагнитной вставкой, расположенной напротив якоря узла торможения, якорь, установлен .с возможностью поворота в пределах окружности вокруг вала, а на подшипни- ковом щите и якоре расположены ограничивающие упоры.

На фиг. 1 изображен синхронный самотормозящийся тихоходный редукторный двигатель, продольный разрез; на фиг. 2 — разрез A-A на фиг. 1.Электродвигатель содержит задний ферромагнитный подшипниковый щит 1, 10 ферромагнитный корпус 2, статор 3 с многофаз:юй обмоткой 4, передний ферромагнитный подшипниковый щит 5 с немагнитной кольцевой вставкой

6, упор 7; установленный на подшипниковом щите 5, упор 8, установленный на якоре 9 тормозного узла с фрикционной накладкой 10 и тормозным диском 11, совмещенным с барабаном лебедки, на который намотан трос 12, удерживающий груз 13.

Далее позициями обозначены: пружина 14 возврата узла торможения, ротор 15 двигателя, втулка 16 ротора 15, подшипники 17 и .вал 18.

Эквивалентным является вариант, когда два упора 7 установлены на подшипниковом щите и уодин упор 8 на якоре 9.

Характеризуя моменты, действующие на систему, отметим следующее:

З0 момент двигателя м при асинхронном пуске синхронного двигателя сначала увеличивается от пускового значения до максимального, затем уменьшается от максимального до входно35 ro момента, момент нагрузки M „ можно ечитать постояниым, так как остается неизменным диаметр шкива лебедки, а вес троса 12 несоизмеримо мал по сравнению с весом груза 13. No-.

40 мент тормозного узла N при обесточенной обмотке 4 определяется силой трения, задаваемой нажатием возвратной пружины 14, а при подключенной обмотке 4 — разностью между нажати45 ем возвратной пружины 14 и тяговым усилием электромагнита, силовые линии которого замыкаются через .детали 2-5-9-5-16-15-3.

Тяговое усилие электромагнита зависит от величины магнитного потока, который при подключении обмотки и двигателя к сети нарастает по кривой, близкой к экспоненте, Это означает, что тормозной момент

И будет спадать с замедлением от своего максимального значения (обТ мотка 4 обесточена) до нуля (якорь

9 не соприкасается с фрикционной накладкой 10).

При состоянии покоя обмотка 4 обесточена, момент и скорость двигателя равны нулю, упор якоря 9 находится в соприкосновении с упором 7, установленным на подшипниковом щите 5.

3 10437 г ьсли бы пуск двигателя осуществлялся без поворота якоря 9, как в известном электродвигателе в момент включения М*„- (M +- М ) C 0, ш =0По истечении некоторого времени запаздывания t3 момент двигателя возрастает до М, а момент тормоза спадает до М и M >< - (М т + Мт )>0, ды

> 0 (разгон) .

При Пуске двигателя с возможнос- щ0 тью поворота якоря 9 разгон двигате" ля начинается непосредственно в момент включения М и- М . )0, ®>О.:

По истечении некоторого времени. момент двигателя возрастает до М а момент тормоза уменьшится до N .+ и разгон будет продолжаться с большей интенсивностью.

В этом случае время, соответствующее равенству М* — (М „+ )=0 назовем временем выборки люфта и обозначим t > По истечении временн

t „тормоз еще не расцепился, однако момент двигателя возрос настолько, что способен вращать ротор 15, преодолевая момент нагрузки и тор- .. моза. Время t диспользуется при определении расстояния между упо-. рами 8, установленными на якоре 9, либо между упорами 7, установленными на подшипниковом щите 5. 30

Таким образом, при обесточенной обмотке 4 двигателя момент М„., соз- даваемый узлом торможения, больше момента нагрузки Мг. Это наряду с ускорением остановки двигателя на- 35 дежно препятствует опусканию груза от собственной силы тяжести, В. неподвижном состоянии левый упор 8 якоря 9 находится в соприкосновении с упором 7, установленным на 40 подшипниковом щите 5.

При пуске двигателя без возможности поворота якоря 9 начало движения (разгон) ротора 15 начинается только по истечении времени t> с: момента появления на валу двигателя пускового момента.

При пуске же двигателя с возможностью поворота якоря 9 начало движения (разгон) ротора 15 начинается одновременно с появлением на ва- 50 лу двигателя пускового момента, так как стоящий на левом упоре 7 якорь 9 может свободно поворачиваться вместе с барабаном лебедки. СовместноЕ вращение якоря 9 и барабана будет 55 происходить до расцепления якоря:

9 и тормозного диска 11. По условиям остановки двигателя целесообразно ограничивать совместное вращение якоря 9 и барабана путем уста- щ

93 новки на якоре 9 второго - правого упора 8, выбрав для него такое расстояние L от левого упора 8, на котором бы соотношение моментов отвечало равенству M*t — (N r + М ) = О. При этом так же, как и без правого упора 8, разгон двигателя будет происходить без задержки, начиная с моМента подачи на обмотки напряжения по сравнению с вариантом беэ поворота якоря быстрее на время t .

Если рабочий механизм не предЪявляет повышенных требований к быстродействию, при возможности поворота якоря 9 он может привОдиться в движение электродвигателем меньшей мощности

Исходя из. размеров, указанных на фиг. 2, можно определить расстояние межд осями упоров 8 по наружной окружности якоря 9 - Ь @ и максимальный угол поворота якоря 9. — о д,.

Для серийных исполнительных механизмов, выпускаемых отечественной промышленностью, имеют следующие значения К = 50-22,5; t > .= 0,1"0,05с.

Им соответствует угол поворота якоря с „„= 18-26, .

Предельное значение угла поворота будет, когда на якоре установлен один упор . 8.

Возможность поворота якоря 9 прак тически не влияет на величину времени остановки, так как t»s этом режиме мало из-за относительно большого значения частоты вращения (пуск начинается с нулевой частоты вращения, а остановка — с максимальной) . В реальных условиях к тому же помогают механическому торможению путем использования тормозных свойств самого двигателя, что вводит время остановки в требуемые пределы независимо от того, установлен якорь 9 с возможностью пово- рота или без возможности поворота.

При затормаживании поворачивающийся якорь 9 сопутствует в пределах угла о, тормозному диску 11, а так как коэффициент трения покоя больше коэффициента .трения скольжения, то действие тормозного узла, когда якорь 9 может поворачиваться, эффективнее. Это повышает надежность торможения, удлиняет срок службы фрикционной накладки.и уменьшает износ рабочей части якоря.

Эффект изобретения эакЛючается в уменьшении времени запуска и в повышении срока службы тормозных поверхностей.

1043793

Составитель В. Никаноров

Редактор A Шандор Техред ц.далекорей Корректор Л. Бокшан

Заказ 7354/59 Тираж 687 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4