Линейный электромагнитный тормоз

 

Изобретение относится к области , электротехники. Цель изобретенияповышение удельного тормозного момента . Обмотка индуктора .1 выполнена в виде совокупности замкнутых элементов 3 0-образной формы, ширина которых в направлении движения якоря 2 равна длине зубцового деления магнитопровода индуктора 1. Каждый из упомянутых элеме: тов подключен к положительному и отрицательному полюсам источника 6 постоянного тока так, что в активных сторонах всех замкнутых элементов 3 О-образной формы постоянный ток имеет одинаковое направление. Лобовые части элементов 3 расположены по одну из сторон индуктора 1. Изобретение поаволяет уменьшить расход меди, упростить технологию изготовления тормоза. 7 ил. i (Л Фие./

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (51)4Н 02 К 49 02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 392 1867/24-07 (22) 25.04.85 (46) 15.03.87. b . N 10 (71} Пермский политехнический институт (72) П.Н. Цылев, Е,M. Огарков, Е.Ф. Беляев и А.Л. Коротаев (53) 621, 313 (088. 8} (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 134327, кл. Н 02 К 49/00, 1960.

Авторское свидетельство СССР

Ф 797040, кл. Н 02 P 3/24, 1981. (54) ЛИНЕЙНЫЙ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ ТОРМОЗ (57) Изобретение относится к области.электротехники. Цель изобретения-повышение удельного тормозного момента. Обмотка индуктора .1 выполнена в виде совокупности замкнутых элементов 3 О-образной формы, ширина которых в направлении движения якоря 2 равна длине зубцового деления магнитопровода индуктора 1. Каждый из упомянутых элеме:тов подключен к положительному и отрицательному полюсам источника 6 постоянного тока так, что в активных сторонах всех замкнутых элементов 3 О-образной формы постоянный ток имеет одинаковое направление, Лобовые части элементов 3 расположены по одну из сторон индуктора 1. Изобретение позволяет уменьшить расход меди, упростить технологию изготовления тормоза.

7 ил.

1297187

Изобретение относится к эпектротехнике, а именна к электромагнитным тормозам постоянного тока с распределенной обмоткой индуктора, и может быть использовано в линиях 5 покрытий прокатки и продольной резки электропроводных лент для создания постоянного их натяжения, для торможения механизмов и устройств поступательного и возвратно-постунаЮ тельного движения, Цель изобретения. — повышение удельного тормозного момента.

На фиг. 1 изображена схема предла 15 гаемого электромагнитного тормоза с биметаллическим якорем; на фиг. 2 распределение обмоток предлагаемого тормоза; на фиг. 3 — то же, известного тормоза:, на фиг. 4 и 5 — кри- 20 вые распределения магнитодвижущих сил в зазоре предлагаемого электромагнитного тормоза и известного, построенные в предложении равенства всех геометрических размеров тормо- 25 эов и одинаковой величине магнитадвижущих сил пазов; на фиг. б — экспериментальные кривые распределения магнитной индукции в зазоре предлагаемого тормоза (пунктирные линии) 30 и известного (сплошные линии); на фиг. 7 — экспериментальные зависимости удельных тормозных усилий предлагаемого тормоза (сплошная линия) и известного (пунктирные линии).

Электромагнитный тормоз (фиг, 1) состоит из индуктора 1 и якоря 2.

Индуктор 1 представляет собой плоский магнитопровод с пазами, в котарьж размещена распределенная обмотка 40 в виде совокупности замкнутых элементов 3 0-образной формы. Ширина всех упомянутых элементов, т.е. расстояние между активными сторонами одинаково и равно длине зубцового деления магнитопровода индуктора 1.

Активные стороны каждого элемента 3 уложены в рядом расположенные пазы магнитопровода и закреплены с помощью клиньев (на фиг. I клинья не показаны) или посредством заливки пазов эпоксидной смолой.

Лобовые части замкнутых элементов 3 0-образной формы, расположенные с каждой из сторон магнитопровода индуктора, подключены к клеммам

4 и 5, соединенным соответственно с положительным и отрицательным полюсами источника б.постоянного тока.

При этом постоянный ток в активных сторонах всех названных элементов 4 имеет одинаковое направление.

В электромагнитном тормозе (фиг,f) индуктор 1 является односторонним.

Поэтому для уменьшения сопротивления путей замыкания магнитного пото; ка и улучшения характеристик тормоза якорь 2 выполнен биметаллическим, т,е, содержащим ферромагнитную -подкладку и немагнитное покрытие из материала с высокой электрической проводимостью, например меди. Причем немагнитное покрытие крепится к ферромагнитной подкладке со стороны, обращенной к поверхности индуктора 1.

Если же якорь 2 представляет из себя немагнитную полосу, например медную и алюминиевую,, то индуктор в этом случае необходимо выполнять двухсторонним, т.е. состоящим из двух односторонних индукторов 1 описанной конструкции, установленных друг над другом с зазором, в котором движется якорь 2.

Электромагнитный тормоз работает следующим образом.

При подключении замкнутых элементов 3 0-образной формы к источнику 6 постоянного тока в зоне индуктара 1 и за его пределами ьозбуждается стационарное магнитное поле. При движении якоря 2 в этом ncëe в нем индукцируется электродвижущая сила1 обуславливающая возникновение электрического тока. Б результате взаимодействия электрического тока в якоре.

2 со стационарным магнитным полем индукгора 1 создается электромагнитное тормозное усилие, действие которого направлено в сторону, противоположную направлению движения якоря 2.

Повышение эффективности работы предлагаемого электромагнитного тормоза, по сравнению с известным физически объясняется следующим образом.

Известно, что величина усилия электромагнитного тормоза постоянного тока пропорциональна квадрату магнитной индукции в зазоре между индуктором 1 и якорем 2, которая, определяется магнитодвижущей силой в зазоре и удельной проводимостью воздушного зазора

В= Е

1297187 где  — магнитная индукция;

Ро — магнитодвижущая сила обмот- . ; ки индуктора 1 на один зазор; - удельная магнитная проводимость воздушного зазора, >а .Ро/S.

Π— воздушный зазор.

Следовательно, электромагнитное усилие тормоза постоянного тока про- Ю порционально квадрату магнитодвижущей силы, приходящейся на один зазор.

На фиг. 2 схематично изображены индукторы предлагаемого электромагнитного тормоза, а на фиг, 3 известного электромагнитного тормоза.

Крестиками и точками условно показаны направления постоянного тока в активных сторонах обмоток индукторов. На фиг. 4 и 5 приведены зависи- 20 мости, характеризующие распределение магнитодвижущих сил в зазоре упомя-. нутых индукторов. Построение распределения магнитодвижущих сил в зазоре выполнено следующим образом.

Ломаную линию магнитодвижущей силы чертят, передвигаясь слева направо по фиг. 2 и 3. На участках, не имеющих проводников с током, величина магнитодвижущей силы не изменяется и изображается горизонтальной линией. В каждом пазу магнитопровода индуктора находятся проводники с током, которые создают магнитодвижущую силу 35 в ) где w — - число проводников в данном пазе; 40

I — величина постоянного тока.

Поэтому s зоне каждого паза магнитодвижущая сила в зазорах изменяется скачком. Величина скачка равна

Р„, а направление скачка (вверх или 45 вниз) определяется направлением постоянного тока.

Анализ зависимостей, представленных на фиг. 4 и 5,показывает, что 50 предлагаемый электромагнитный тормоз, в котором постоянный ток в активных сторонах всех замкнутых элементов 3 0-образной формы имеет одинаковое направление (фиг. 4) при одинаковых с электромагнитным тормозом геометрических размерах и одинаковой величине магнитодвижущей силы паза, развивает магнитодвижущую силу на один зазор по величине в 2 раза превышающую магнитодвижущую силу, развиваемую электромагнитным тормозом (2), в котором постоянный ток в половике пазов магнитопровода имеет одно направление, а в другой половине пазов — противоположное. Поэтому магнитное поле в зазоре предлагаемого электромагнитного тормоза также должно быть в 2 pasa больше, чем у электромагнитного тормоза. В действительности в результате исследований установлено, что рост величины магнитного поля в зазоре предлагаемого тормоза составляет (1,41,6) по отношению к магнитному полю тормоза. Различие фактического роста величины магнитного поля в зазоре предлагаемого электромагнитного тормоза от его расчетного значения обьясняется насыщением стали магнитопровода и замыканием части силовых линий магнитного потока за пределами индуктора 1, где магнитная проводимость путей существенно ниже, чем в зоне индуктора 1 °

Рост величины магнитного поля в зазоре в (1,4-1,6) раза (фиг. 6) обуславливает увеличение развиваемых этим полем тормозных усилий в (1,96-2,56) раза (фиг. 7) повышение эффективности торможения.

Выполнение обмотки индуктора из замкнутых элементов 0-образной формы, ширина которых равна величине. зубцового деления магнитопровода, позволяет уменьшить длину лобовых частей. При этом снижается расход меди на изготовление обмотки индуктора 1. Кроме того, в предлагаемом электромагнитном тормозе замкнутые элементы 0-образной формы не наклады-. ваются друг на друга. Поэтому отпадает необходимость в отгибе лобовых частей, что позволяет уменьшить трудоемкость изготовления индуктора 1.

Изготовление замкнутых одновитковых элементов 0-образной формы характеризуется высокой технологичностью и относительной простотой. Для их производства могут быть применены прессы-автоматы, обеспечивающие механизацию труда и высокую производительность.

Предлагаемое изобретение рекомендуется к использованию в линиях покрытий, продольной резки и прокатки для создания натяжения движущихся

12971 т П Fll т О + П + ll + "П

Фиг. Я

+Fit +F6 +Fn F Fn Fn

ФигЗ электропроводных лент, в механизмах и устройствах поступательного и воз- вратно-поступательного движения, на пример, в транспортных системах для торможения, для получения нагрузки на валу испытуемых двигателей, Формула изобретения

Линейный электромагнитный тормоз, 10 содержащий плоский индуктор с пазами, в которых расположена распределенная обмотка, подключенная к двум клеммам, предназначенным для подключения к источнику постоянного 15

87 6 тока, якорь в виде электропроводящей полосы, отделенный от индуктора зазором и установленный с возможностью перемещения относительно него, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью увеличения удельного тормозного усилия, обмотка индуктора выполнена в виде замкнутых элементов

О-образной формы, ширина которых в направлении движения. якоря равна зубцовому делению индуктора, а лобовые части указанных элементов, расположенных с каждой из сторон индуктора, подключены соответственно к первой и второй клеммам.

1297187

Ондуктор

Фиг.б

150 г Е 5 6 7 У

Puz 7

Составитель В. Никаноров

Редактор Ю. Середа Техред Л.Сердюкова Корректор М.Демчик

Заказ 792/59 Тираж 6bi Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4