Электродвигатель

 

1. ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ, содержащий статор, с обмоткой, ротор с валом и электромагнитный тормоз, состоящий иззакрепленного на корпусе электродвигателя электромагнита с сер .дечником и обмоткой, подключенной к сети через блок форсировки, дискового якоря, установленного с воз/ можностью перемещения в осевом направлении и подпружиненного упругим элементом к тормозному диску-вентилятору , жестко закрепленному на валу, отличающийся тем, что, с целью повьшения КПД путем уменьшения мощности, потребляемой электромагнитом при расторможенном роторе, электродвигатель снабжен дополнительным упругим элементом в виде плоских пружин, .равномерно расьоложенных по окружнос ти корпуса, и элементом крепления пружин к кор пусу, дополнительный упругий элемент расположен на периферии дискового якоря и установлен с возможностью контакта с якорем со стороны, противоположной тормозному дискувентилятору , и перемещения в радиальном направлении по торцовой порерхности якоря до упора в его внешнюю цилиндрическую поверхность.

СО03 СОВЕТСКИХ

СОЦ)4АЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„112 04

ОПИСАНИЕ ИЭОБРЕ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1"ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЬМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРМТИй, (21) 3649145/24-07 (22) 04. 10. 83 (46) 30.11.84. Бюл. Ф 44 (72) И.В. Бочкарев.. Н.А. Бауков и А.А. Соколов (71) Фрунзенский политехнический институт .(53) 621..313(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

У 597047, кл. Н 02 К 7,102, 1978.

2. Заявка Франции У 2456883, кл. Г. 16 D 55/22, 1980.

3. Авторское свидетельство СССР

У 548920, кл. Н 02 К 7/106, 1977. (54)(57) t ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ, содержащий статор, с обмоткой, ротор с валом и электромагнитный тормоз, состоящий из.закрепленного на корпусе элек тродвигателя электромагнита с сер,дечником и обмоткой, подключенной к сети через блок форсировки, дискового якоря, установленного с возможностью перемещения в осевом направлении н подпружиненного упругим элементом к тормозному диску-вентилятору, жестко закрепленному на валу, о т л и ч а ю щ ч и с я тем, что, с целью повышения КПД путем уменьшения мощности, потребляемой электромагнитом прн расторможенном роторе, электродвигатель снабжен дополнительным упругим элементом в виде плоских пружин, равномерно расположенных по окружности корпуса, и элементом крепления пружин к корпусу, дополнительный упругий элемент расположен на периферии дискового якоря и установлен с возможностью контакта с якорем со стороны, противоположной тормозному дискувентилятору, и перемещения в радиальном направлении по торцовой поверхности якоря до упора в его внешнюв цилиндрическую поверхность.

1127046

2. Электродвигатель по и. 1, отличающийся тем, что стык торцовой.и внешней цилиндричес-. кой поверхностей дискового якоря в зоне контакта с каждой пружиной ,дополнительного упругого элемента выполнен со скосом.

3. Электродвигатель по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что на рабочей поверхности каждой пружины дополнительного упругого элемента, обращенной к якорю, установлено тело качения, например ролик.

Изобретение относится.к электромашчностроению и может быть использовано в различных отраслях народного хозяйства для привода исполнительных. и грузоподъемных механизмов, требующих быстрой и точной остановки и фиксации.

Известен электродвигатель со. встроенным электромагнитным. тормозом, в котором. тормоз состоит из сердеч- 10 ника с.обмоткой, тормозного диска, установленного на валу электродвигателя с возможностью осевого перемещения, якоря, .подпружиненного упру- гим элементом.и имеющего возмож- t5

Ъ ность перемещения в аксиальном нанрав . ленин по стержням, которые ограничивают поворот якоря при торможении..

Якорь за счет осевого усилия упругого

Ф элемента прижимает. тормозной. диск к. 20 неподвижной тормозной поверхности (11.

Недостатком известного тормозного электродвигателя является невысокий

КПД из-за большой мощности,.потребляемой тормозным электромагнитом 25 в установившемся режиме работы при расторможенном вале электродвигателя .

Это вызвано тем, что -для надежного удержания якоря электромагнита притянутым к его.сердечнику, тяговое . З0 усилие электромагнита должно быть больше противодействующего усилия сжатия упругого элемента тормозного устройства. В то же время усилие сжатия упРугого элемента должно быть

< достаточно большим для обеспечения быстрой и точной остановки и фикса-, ции вала электродвигателя после его

Отключения от.сети. Поэтому.при притянутом якоре тормозной электромагнит40 должен. развивать большое тяговое усилие и, следовательно, потреблять большую мощность, что снижает КПД электродвигателя.

Известен .электродвигатель с электромагнитным тормозом, содержащий статор с обмотками, установленный в корпусе, ротор с валом и электромагнитный тормоз, состоящий .из сердеч-, ника с обмоткой, закрепленного на корпусе, плоского .дискового якоря, который может перемещаться JIHmh. вдоль оси вала .и прижат центральной пружиной к тормозному диску, жестко установленному на валу. Поверхность якоря, обращенная к торцу сердечника, выполнейа с шероховатостями. высотой .от 0,5 -1,О: мм $2).

Недостатком данного электродвигателя является низкий КПД из-sa . большой потребляемой мощности электромагнитного тормоза в режиме удер-. жания якоря, так как электромагнит тормоза должен развивать тяговое усилие, большее по величине, чем усилие: центральной пружины. При этом в первый момент после отключения электродвигателя и, следовательно, обмотки тормоза от. сети за счет энергии, запасенной магнитным полем в. сердечнике тормоза, на якорь действует электромагнитная сила, препятствующая движению якоря к тормозному диску, что увеличивает время срабатывания тормоза. Величина запасенной энергии магнитного поля пропорциональна мощности, потребляемой тормозом, которая, следовательно, и определяет величину и продолжительность действия этой остаточной электромагнитной силы, т.е. определяет в конечном счете быстродействие тормоза, Шероховатости на поверхности якоря предназначены для ускорения затухания остаточной электромагнит" ной силы.и для исключения "залипания" якоря путем введения в магнитную цепь тормоза при притянутом якоре

112704 дополнительного магнитого сопротивления, величина которого определяется высотой шероховатостей. Однако наличие этих шероховатостей соответствует наличию в режиме удержания якоря эквивалентного воздушного зазора между якорем и сердечником тормоза, что требует дополнительного увеличения потребляемой мощности и приводит к снижению КПД электродвигателя.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигае мому результату является электродвигатель, содержащий статор с обмоткой; ротор с валам и электромагнитный тормоз, состоящий из закрепленного на корпусе электродвигателя электромагнита с сердечником и об.,моткой, подключенной к сети через блок форсировки, и дискового якоря, установленного с возможностью переме щения в осевом направлении и подпружиненного упругим элементом к тормозному диску-вентилятору,, жестко закрепленнойу на валу (3).

Недостатком указанного электродвигателя является низкий КПД изза большой мощности, потребляемой

: электромагнитным тормозом, что одновременно увеличивает его нагрев и снижает. срок службы. Это обусловлено тем„ что хотя после растормаживания .вала мощность, потребляемая

4 электромагнитным тормозом, и снижается блоком форсировки до величины, необходимой лишь для удержания якоря,.однако усилие упругого элемента, действующее на якорь в осевом направ-. лении, не уменьшается,: а в результате дополнительного его сжатия якорем даже увеличивается по сравнению с усилием в режиме торможения и фиксации вала. Так как величина тягового усилия электромагнита для надежного удержания якоря должна быть больше осевого усилия упругого элемента, то это и обуславливает большую потребляемую мощность тормозом.

Цель изобретения †. повышение КПЛ путем уменьшения мощности, потребляе0 мой электромагнитом при расторможенном роторе.

Поставленная цель достигается тем, что электродвигатель, содержа щий статор с обмоткой, ротор с валом и электромагнитный тормоз, состоящий из закрепленного на корпусе элек»

6 4 тродвнгателя электромагнита с сердечником и обмоткой, подключенной к сети через блок форсировки, и дискового якоря, установленного с возможностью перемещения в осевом направлении и подпружиненного упругим эле-. ментом к тормозному диску-вентилятору, жестко, закрепленному на валу, .снабжен дополнительным упругим эле.ментом в виде плоских пружин, равномерно расположенных по окружности . корпуса, и элементом крепления пружин к корпусу, дополнительный упругий элемент расположен на периферии дискового якоря и установлен с возможностью контакта с якорем со сторо ны, противоположной тормозному .диску вентилятору, и перемещения в радиальном направлении по торцовой поверхности якоря до упора в его .внешнюю цилиндрическую поверхность.. .

Стык торцовой и внешней цилиндрической поверхностей дискового якоря в зоне контакта с каждой пружиной дополнительного упругого.элемента выполнен со скосом.

На рабочей поверхности-каждой пружины дополнительного упругого. элемента, обращенной к якорю, может быть установлено тело качения, например . ролик.

Таким-образом, осевое усилие, необходимое для быстрой. остановки и надежной фиксации ротора, создается суммарным действием основных и дополнительных упругих элементов. ,При расторможенном роторе усилие дополнительных упругих элементов прикладывается к якорю не в осевом, а лишь в радиальном направлении. Следовательно, суммарное осевое усилие, упругих элементов, действующее на якорь в различных режимах работы, различно: в режиме торможения и фиксации ротора значительно больше, Ъ чем в расторможенном состоянии рото» ра при притянутом к сердечнику якоре.

Это позволяет снизить мощность, потребляемую электромагнитом.,при расторможенном роторе,.что приводит к повышению КПД электродвигателя.

На фиг. 1 изображен электродвигатель, продольный разрез, на фиг. 2то же, в режиме удержания при расторможенном ротореу на фиг. 3 якорь электромагнитного тормоза со скосами, на фиг. 4 — дополнительный

° ° ° ° упругий элемент с телом качения на рабочей поверхности.

46 б которое, кроме того, частично компенсируется радиальными усилиями пружин дополнительного. упругого элемента якоря 12 электромагнит должен развивать небольшое тяговое усилие. Слеэлектродвигателе при притянутом якоре 12 электромагнитный тормоз 8 потребляет небольшую мощность.

После отключения электродвигателя от сети одновременно отключается ключена на пониженное напряжение и потребляла незнечительную мощность, ей магнитного поля, быстро уменьшаются и под действием усилия пружины упругого элемента 14 якорь 12 начинает двигаться по направлению к вентилятору 6. Нри этом концы пру-мента 15 переместятся на торцовую поверхность 18 якоря 12 и торможение будет осуществляться суммарным усилием пружин упругих элементов

14 и 15, что обеспечивает быструю остановку и надежную фиксацию вала 4.

Электродвигатель работает следующим образом. 35

При подаче напряжения на статор

1 одновременно подается питание на обмотку 11 электромагнитного тормоза 8, причем блок форсировки возбуждения обеспечивает подачу на обмотку

11 повышенного напряжения. Якорь 12 под действием электромагнитных сил начинает двигаться к сердечнику 10, преодолевая противодействующее усилие упругих элементов 14 и 15. При этом 4 концы пружин упругого элемента 15 перемещаются по торцовой поверхности якоря 12 и при определенном осевом, положении якоря 12, которое зависит от длины пружин.дополнительного упругого элемента 15, переходят, на внешнюю цилиндрическую поверхность якоря 12, После притягивания якоря 12 к сердечнику 10 блок форси ровки переключает .питание обмотки

11. с повышенного напряжения на пониженное номинальное. Поскольку при этом на якорь 12 в осевом направлеВыполнение на якоре 12 скосов 17 позволяет плавно изменять суммарное усилие пружин упругих элементов t4 и 15 по определенному закону в процессе движения якоря 12 в зависимости от угла наклона скосов 17 и их длины, что улучшает условия работы.

Установка на рабочей, поверхности пружин дополнительного упругого элемента 15 трл качения 1.9 позволяет уменьшить коэффициент трения пружин элемента 15 о поверхность якоря 12 и поднять надежность за счет исключения возможности заедания ("закусывания") пружин элемента 15 при их перемещениях по поверхности якоря 12.

Таким образом, в предлагаемом электродвигателе после его растормаживания противодействующее усилие упругих элементов 14 и 15, действующее на якорь 12 в осевом направлении, 3 1127.0

Статор 1 с обмотками 2 установ- нии в сторону вентилятора 6 действулен в корпус 3 электродвигателя. На ет лишь незначительное усилие прувалу 4 ротора 5 жестко установлен жины основного упругого элемента 14, вентилятор 6, имеющий на торце тормозную поверхность 7. Электромагнитный тормоз 8, закрытый кожухом 9, состоит из сердечника 10 с обмоткой 11, 15, то для преодоления этого осевдзакрепленного на корпусе 3, и диско- . ro усилия и надежного удержания вого якоря 12, установленного с возможностью осевого перемещения по 10 стержням 13. Обмотка 11 тормоза 8 довательно, при расторможенном подключена к сети через блок формировки возбуждения электромагнита.(не показан) . Якорь 12 прижат к тормозной поверхности 7 вентилятора 6 основным упругим элементом 14 и дополнительными упругими элементами 15, < и обмотка 11. Так как она была подкоторые выполнены в виде плоских пластинчатых пружин, закрепленных равномерно по окружности корпуса 3. 2о то электромагнитные силы, удерживаюНа элементе крепления t6 основные щие якорь 12 у сердечника 10, котоупругие элементы 14 выполнены с пред- . рые поддерживаются запасенной энерги. варительным механическим напряже< нием, обеспечивающим небольшое осевое усилие на якорь 12.. На якоре 25

12 в зоне каждой пружины дополнительного упругого элемента 15 выполнены скосы 17 (фиг. 3), Концы каж-. жин дополнительного упругого эле" дой пружины дополнительного упругого .элемента 15, прижатые к торцовой щ поверхности 18 якоря 12, снабжены телом качения 19, установленным с

< возможностью вращения.

Составитель В.Никаиоров

Техред Л.-Коцшбияк . . Корректор И.Леоитшк »»»»»

Тираж ббб, . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Редактор К. Волощук

Заказ 8752/42

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

7 уменьшается. Это позволяет в этом режиме работы уменьшить тяговое .усилие тормозного электромагнита, . 1127046 . 8 снизив потребляемую им мощность, что приводит к повышению КИД электродвигателя в целом.