Электрическая машина с измерителем момента

 

Изобретение отиосится к электротехнике . Цель изобретения - повышение надежности электрической машины путем разгрузки торсиоиа от радиальных сил и изгибающих моментов. Электрическая машина со встроенным измерителем момента содержит якорь 1, зафиксированный шайбой 3 с помощью игольчатых подшипников на долом валу-втулке 2, Вал-втулка 2 установлен концентрично дополнительному валу-втулке 5, выполненному со шлицами, в зацепление с которыми входит шлицевая головка торсиона 6, Вторая головка торсиона 6 с помощью шлицевого соединения зафиксирована в валу-втулке 2. На передней части дополнительно вала-втулки 5 установлен индуктивный дифференциальный преобразователь угла закручивания торсиона в электрический сигнал. Преобразователь угла выполнен в виде цилиндрического магнитопровода 10 с подвижным сердечником 11, установленным на шейке вала-втулки 5 и тороидального сердечника 12 с обмотками 13. Устройство позволяет непрерьшно измерять вращающий момент,в диапазоне от холостого хода до предельно допустимой величины. 3 ил. Iti & «аЛ,

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (19) (11) (5в 4 Н 02 К 11/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

Н А ВТОРСКОМЪ(СВИДЕТЕЛЬСТВУ v

--

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4226075/24-07 (22) 16.03.87 (46) !5.12.88. Бюл,У 46 (7)) Специальное проектно-крнструкторское и технологическое бюро электродвигателей Производственного объединения "Укрзлектромаш" и Харьковский политехнический институт им. В.И.Ленина (72) О.И.Литвинов, Ц.Л.Петерец, Е.И.Малыхин, 1О.Г.Борзяк и И.И.Сосницкий (53) 621 313(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

11 )163426, кл. Н 02 К 11/00, 1983.

Заявка Японии 11 57-34735, кл. Н 02 К 11/00, 1982. (54) ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ МАШИНА С ИЗМЕРИТЕЛЕМ МОМЕНТА (57) Изобретение относится к электротехнике. Цель изобретения — повышение надежности электрической машины путем разгрузки торсиона от радиальных сил и изгибающих моментов. Электрическая машина со встроенным измерителем момента содержит якорь 1, зафиксированный шайбой 3 с помощью игольчатых подшипников на полом валу-втулке 2 ° Вал-втулка 2 установлен концентрично дополнительному валу-втулке 5, выполненному со шлицами, в зацепление с которыми входит шлицевая головка торсиона 6 °

Вторая головка торсиона 6 с помощью шлицевого соединения зафиксирована в вал. -втулке 2. На передней части дополнительно вала-втулки 5 установлен индуктивный дифференциальный преобразователь угла закручивания торсиона в электрический сигнал. Преобразователь угла выполнен в виде цилиндрического магнитопровода 10 с подвижным сердечником 11, установленным на шейке вала †втул 5 и тороидального сердечника 12 с обмотками

13. Устройство позволяет непрерывно измерять вращающий момент,в диапазоне от холостого хода до предельно допустимой величины. 3 ил °

1444919

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при создании электрических машин со встроенным измерителем момента, используе/ мым в системе автоматического управления электроприводом рабочих механизмов, таких, например, как роботы— манипуляторы, зажимные устройства металлорежущих станков и механизмы подач, намоточные устройства, электротранспорт, землеройные и грузоподъемные машины, где требуется измерение либо ограничение вращающего момента, развиваемого приводным электродвигателем в пуско.-тормозных и рабочих режимах. Цель изобретения — повышение надеж" ности путем разгрузки торсиона от радиальных сил и изгибающих моментов. 20

На фиг.l изображена электрическая машина со встроенным измерителем момента, общий вид; на фиг. 2 — развертка цилиндрического магнитопровода и подвижного сердечника, измерителя момен"25 та; на фиг.3 — сечение А-А на фиг.2.

Электрическая машина со встроенным измерителем момента состоит из якоря

1, насаженного на пдлый вал-втулку 2, :зафиксированного шайбой 3 с помощью 30 игольчатых подшипников 4, установленного концентрично дополнительному валу-втулке 5, выполненному со. шлицами, в зацепление с которыми входит шлицевая головка торсиона 6.

Вторая головка торсиона 6 с помощью тлицевого соединения зафиксирована во втулке 2. В хвостовой части дополнительного вала-втулки 5 выполненьв шлкцы, ориентированные встречно шлице 40 вым выступам во втулке 2 с зазором, определяющим предельно допустимый угол скручивания торсиона 6 под действием ударного приложения момента.

Вали-втулки 2 и 5 зафиксированы относительно торсиона 6 винтами 7 и 8.

На передней части дополнительного вала-втулки 5, с помощью диамагнитной втулки 9 установлен индуктивный дифференциальный преобразователь угла закручивания торсиона в электрический сигнал,.выполненный в виде цилиндриче ского магнитопровода 10 с подвижным сердечником 11, установленным на шейке дополнительного вала-втулки 5, и тороидального сердечника 12 с катушечк ными обмотками 13, закрепленного неподвижно на подшипниковом щите 14 электрической машины на траверсе 15.

С торцов сердечник 12 защищен ферромагнитными экранными шайбами 16 и 17.

Цилиндрический магнитопровод 10 выполнен в виде трех колец 18 — 20, соединенных диамагнитными вставками

2l и 22, а подвижный сердечник ll выполнен в виде Ферромагнитного кольца 23, установленного на диамагнитной ступице 24, закрепленной на втулке 25.

Измерение вращающего момента, развиваемого электрической машиной, производится следующим образом.

Электромагнитный момент воздействует на якорь 1, который передает

его на заднюю головку торсиона 6 и через него на дополнительный валвтулку 5, с которым связан приемный вал механизма. Торсион б под действием вращающего момента скручивается на некоторый угол. Это вызывает дифференциальное изменение рабочИх воздушных зазоров о, и fI сердечника .

12,реактивные сопротивления катушек 13

t изменяются,а на выходе балансной схемы при этом появляется аналоговый знакочувствительный сигнал в виде напряжения поP стоянного тока, величина которого пропорциональна вращающему моменту. При ударных приложениях. вращающего момента угол скручивания торсиона 6 ограничивается за счет упора шлицевых выступов на хвостовике дополнительного вала-втулки 5 в шлицевые выступы в вале-втулке 2.

Положительным эффектом при использовании изобретения является непрерывное измерение вращающего момента с высокой. точностью в широком диапазоне его изменения — от холостого хода, до предельно допустимой величины, что позволяет обеспечить защиту электри ческой машины от перегрузки, стабилизировать развиваемый момент, сформировать оптимальные переходные процессы и использовать демпфирующую способность электропривода для подавления резонансньгл явлений. Эти положительные качества, приобретаемые электрическими машинами с встроенным измерителем момента, повышают их надежность и улучшают качество технологических процессов, реализуемых приводными механизмами.

В электроприводах с полупроводниковыми преобразователями непрерывное измерение момента позволяет достичь!

44491

Формула изобретения вала.

ШФ

Составитель В.Никаноров

Техред А.Кравчук

Редактор Е.Копча

Корректор М.Демчик

Тираж 666

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 6513/55

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 машинами переменного тока механических характеристик, присущих машинам постоянного тока в системах электропривода-ЯГенератор — двигатель" и и

Тирнсторный преобразователь — дви5 гатель".

Типовые представители серийных асинхронных двигателей, оборудованные 1О измерителями момента, позволяют при отработке электропривода вновь раз рабатываемых производственных механизмов получать информацию, необходимую для оптимизации установленной мощ- 15 ности электрооборудования.

Электрическая машина с измерителем 20 момента, содержащая статор, якорь, установленный на полом валу, торсион, один конец которого посредством плицевого соединения сопряжен с концевой частью полого вала, неподвижная часть изме- 25 рителя момента соединена с корпусом электрической машины, один из подвижных элементов измерителя момента соединен с торцовой частью полого вала, а второй подвижный элемент связан с Зп

4 торсионом,отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности путем разгрузки торсиона от радиальных сил и изгибающих моментов, она снабжена дополнительным полым валом, размещенным внутри первого поло" го вала и сцентрированного относительно него с помощью подшипников, а измеритель момента выполнен в виде индуктивного дифференциального бесконтактного датчика угла, неподвижная часть которого представляет собой тороидальный сердечник с обмотками, а подвижные части установлены концентрично, один из них выполнен в виде кольцевого магнитопровода с двусторонними выступами, а второй — в виде цилиндрического магнитопровода, состоящего из трех ферромагнитных колец, промежутки между которыми заполнены диамагнитным материалом, причем крайние кольца выполнены с выступами, направ" ленными встречно друг другу, и охватывают двусторонние выступы на среднем кольце с разных сторон, при этом второй конец торсиона посредством шлицевого соединения сопряжен с кольцевой частью дополнительного полого