Электродвигатель со встроенным электромагнитным тормозом

 

1. ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ СО ВСТРОЕННЫМ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫМ ТОРМОЗОМ, содержащий статор с обмоткой, ротор, электромагнитный фрикционный тормоз с закрепленным на корпусе электродвигателя сердечником электромагнита , подпружиненным якорем, прижимающим тормозной дискк неподвижной тормозной поверхности, и обмоткой, подключенной к фазной обмотке статора через мостовой вьшрямитель, и управляемьй ключ, содержащий коммута .ционный элемент, подключенный последовательно в цепь обмотки тормоза, и цепь управления электродвигателем, имеющую размыкакиций контакт, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД путем исключения потребления энергии тормозом в расторможенном состоянии в рабочем режиме., он снабжен контактной парой, состоящей из контактного и стопорного элементов, установленных с возможностью фиксации якоря с зазором относительно тормозного диска, один из элементов расположен на якоре, другой - на корпусе, а параллельно коммутационному элементу управляемого ключа включен размыкающий контакт . 2.Электродвигатель по п. 1, о тличающийся тем, что стопорный элемент выполнен в виде подпружиненного штока с фиксатором, обеспечивающим два фиксированных положения штока путем изменения длины его выступающего конца, а кон«г тактный элемент имеет два выступа (Л с различной высотой, причем больщий выступ расположен со стороны сердечника электромагнита и имеет скос в сторону меньшего выступа. 3.Электродвигатель по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что на конце штока, контактирующем с контактным элементом, уЬтановлено тело качения. 00 4.Электродвигатель по пп. 1-3, отличающийся тем, что контактный элемент закреплен на якоре, Од Од а стопорный - на корпусе. ; 5, Электродвигатель по п. 4, о тличающийся тем, что наружная цилиндрическая поверхность якоря вьтолнена в виде контактного элемента.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧ ЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (l9) (ll) (5))4 Н 02 К 7/106

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3721854/24-07 (22) 30.03 ° 84 (46) 23.09.85. Бюл. - 35 (72) И.В.Бочкарев и Хавьер Антонио

Эрнандес Родригес (CU) (71) Фрунзенский политехнический институт (53) 621.839(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 548920, кл. Н 02 К 7/106, 1977.

Авторское свидетельство СССР

Ф 82693б, кл. Н 02 К 7/106, 1981. (54)(57) 1. ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ СО

BCTPOEHHbll ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫМ ТОРМОЗОМ, содержащий статор с обмоткой, ротор, электромагнитный фрикционный тормоз с закрепленным на корпусе электродвигателя сердечником электромагнита, подпружиненным якорем, прижимающим тормозной диск- к неподвижной тормозной поверхности, и обмоткой, подключенной к фазной обмотке статора через мостовой выпрямитель, и управляемый ключ, содержащий коммутационный элемент, подключенный последовательно в цепь обмотки тормоза, и цепь управления электродвигателем, имеющую размыкающий контакт, о т— л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения КПД путем исключения потребления энергии тормозом в расторможенном состоянии в рабочем режиме, он снабжен контактной парой, состоящей из контактного и стопорноro элементов, установленных с возможностью фиксации якоря с зазором относительно тормозного диска, один из элементов расположен на якоре, другой — на корпусе, а параллельно коммутационному элементу управляемого ключа включен размыкающий контакт.

2. Электродвигатель по п. 1, о тл и ч а ю шийся тем, что стопорный элемент выполнен в виде подпружиненного штока с фиксатором, обеспечивающим два фиксированных положения штока путем изменения длины его выступак цего конца, а контактный элемент имеет два выступа с различной высотой, причем больший выступ расположен со стороны сердечника электромагнита и имеет скос в сторону меньшего выступа.

3. Электродвигатель по пп. 1 и 2, о т л и ч а io шийся тем, что на конце штока, контактирующем с контактным элементом, установлено тело качения.

4. Электродвигатель по пп. 1-3, отличающийся тем, что контактный элемент закреплен на якоре, I© а стопорный — на корпусе. Cb

3. 5. Электродвигатель по. п. 4, о т- © л и ч а ю шийся тем, что наружная цилиндрическая поверхность якоря выполнена в виде контактного элемента.

1066

118

Изобретение относится к электромашиностроению, а именно к электрическим машинам с нормально замкнутым тормозом, и может быть использовано для привода исполнительных, 5 грузоподъемных и транспортных механизмов»

Цель изобретения — повышение КПД путем исключения потребления энергии тормозом в расторможенном состоянии в рабочем режиме.

На фиг. 1 изображен предлагаемый самотормозящийся электродвигатель, продольный разрез, на фиг. 2 — то же, в рабочем режиме при растормо- 15 женном роторе; на фиг. 3 — принципиальная блок-схема включения электродвигателя.

Электродвигатель содержит статор 20

1 с обмоткой 2 и ротор 3 с валом 4, установленные в корпусе 5. На валу 4 установлен вентилятор 6. Электромагнитный тормоз состоит из сердечника 7 электромагнита, обмотки 8 и якоря 9, установленного с возможностью только осевого перемещения.

Якорь 9, поцпружиненный посредством упругих элементов 10, прижимает тормозной диск 11, имеюций две фрикцион-З0 ные накладки 12, к неподвижной тормозной поверхности 13. Тормозной диск 11 установлен на валу 4 с возможностью осевого перемещения до стопорной шайбы 14. На внешней поверхности якоря 9 установлен стопор35 ный элемент 15, выполненный в виде подпружиненного штока 16 с фиксатором, причем шток 16 имеет два фиксированных положения с различными дли40 нами его выступающего конца. Изменение фиксированного положения штока

16, т.е. изменение длины его выступающего конца, осуществляется путем нажатия на него в радиальном нап45 равлении. На корпусе 5 посредством шпильки 1.7 закреплен контактный элемент 18 с возможностью контакта со стопорным элементом 15. На поверхности контактного элемента, обращенной

50 к стопорному элементу 15, имеется два выступа 19 и 20 с различной высотой.

Больший выступ 19 расположен со стороны сердечника 7 электромагнита и имеет скос в сторону меньшего выступа 20.

Обмотка 8 электромагнита подключена через мостовой выпрямитель 21 к концам фазной обмотки 2 статора 1.

Управляемый ключ 22, содержаций блок 23 управления, подключенный к концам фазной обмотки 2, имеет коммутационный элемент 24, например, симмистор, который подключен последовательно в цепь обмотки 8. Обмотка 2 статора 1 подключена к сети посредством цепи управления (не rioказана), замыкаюцие контакты 25 которой включены последовательно с обмоткой 2, а размыкаюций контакт

26 — параллельно коммутационному элементу 24.

Электродвигатель работает следующим образом.

При включении электродвигателя в сеть посредством цепи управления, замыкающие контакты 25 замыкаются, . а размыкающий 26 — размыкается. На блок 23 управления ключа 22 подается напряжение и в течение времени, на которое настроен блок 23, коммутационный элемент 24 замкнут. По обмотке 8 электромагнита протекает ток. Якорь 9, преодолевая противодействующее усилие упругих элементов 10, начинает притягиваться к сердечнику 7 и освобождает тормозной диск 11. Последний отходит от тормозной поверхности 13, электродвигатель растормаживается, и ротор 3 приходит во врацение. По мере приближения якоря 9 к сердечнику 7 шток 16 стопорного элемента

15 касается поверхности большего выступа 19 контактного элемента 18.

Поскольку последний имеет скос, то дальнейшее движение якоря 9 к сердечнику 7 вызывает действие на шток

16 радиальной силы, которая вдавливает его. Срабатывает механизм фиксации штока 16.

По истечении времени, на которое настроен блок 23 управления, коммутационный элемент 24 размыкается, и обмотка 8 обесточивается. Под действием усилия упругих элементов

10 якорь 9 начинает удаляться от сердечника 7. При этом длина выступающего штока 16 увеличивается и он упирается в выступ 20 контактного элемента 18 (фиг. 2). Таким образом, якорь 9 фиксируется с зазором относительно тормозного диска 11, и электродвигатель остается расторможенным.

1181066

После отключения электродвигателя от сети замыкающие контакты 25 размыкаются, а размыкающий контакт 26 замыкается. Обмотка 8 оказывается электрически связанной с фазной 5 обмоткой 2 статора 1. Поскольку напряжение на обмотке 2 не изчезает мгновенно, а спадает, оставаясь значительным в течение определенного времени, то по обмотке 8 начинает 1ð протекать ток. Якорь 9, преодолевая усилие упругих элементов 10 начинает притягивается к сердечнику 7. При этом шток 16 опять вдавливается и механизм его фиксации срабатывает, фик- 1 сируя такое его положение, которое характеризуется меньшей длиной выступающего конца. Остаточное напряжение на обмотках 2 уменьшается и ток по обмотке 8 электромагнита также умень- 2р шается. Тяговое усилие, развиваемое электромагнитом, становится меньше усилия упругих элементов 10 и якорь

9 удаляется от сердечника 7. Поскольку шток 16 зафиксирован при малой д длине его выступающего конца, то он проходит под выступом 20 контактного элемента 18 не контактируя с ним.

Якорь 9 прижимается к тормозному диску 11 и ротор 3 электродвигателя останавливается.

В предлагаемом электродвигателе обмотка электромагнитного тормоза в номинальном режиме работы после растормаживания ротора автоматически отключается от питающей цепи и якорь электромагнита удерживается с зазором относительно тормозного диска . не электромагнитными силами, а за счет механического контакта между элементами контактной пары. Зацепление и расцепление контактной пары обеспечивается в предлагаемой конструкции электродвигателя за счет аксиальных перемещений якоря под действием тягового уислия электромагнита. Для начала движения якоря электромагнита и размыкания тем самым механического зацепления между стопорным и контактным элементами после отключения электродвигателя от сети используется остаточное напряжение обмотки статора.

Таким образом, в установившемся режиме работы электромагнита при расторможенном роторе электродвигателя электромагнитный тормоз не потребляет энергию, что увеличивает КПД электродвигателя в целом. Тормоз в этом режиме отключается от фазной обмотки статора электродвигателя, что обеспечивает электрическую симметрию его статорной цепи и улучшает характеристики электродвигателя. Установка на конце штока тела качения, например ролика, позволяет уменьшить трение между ним и контактным элементом и исключает возможность заедания штока при его движении по поверхности контактного элемента. Это повышает надежность предлагаемого электродвигателя и снижает величину тягового усилия электромагнита, необходимую для притягивания якоря к сердечнику. Последнее позволяет уменьшить габариты электромагнита, а следовательно, и всего электродвигателя.

1181066

11 151 !

@van. 1

r8 г 7

1181066

Составитель А.Трепутнева

Техред Л.Микеш Корректор В.Гирняк

Редактор Н.Яцола

Тираа 645 Подписное

ВИИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

11303», Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 5944/56.Филиал ППП "Патент", г. Узтород, ул. Проектная, 4