Электромагнитная муфта



Электромагнитная муфта
Электромагнитная муфта

 


Владельцы патента RU 2568900:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева-КАИ" (КНИТУ-КАИ) (RU)

Изобретение относится к электротехнике, а именно к электромагнитным муфтам сцепления, и может быть использовано для дистанционного автоматического сцепления валов. Технический результат заключается в повышении КПД и в обеспечении возможности сцепления валов при их разных скоростях вращения, в расширении области применения при сохранении большого передаваемого момента и высокой надежности муфты. Электромагнитная муфта содержит тороидальный магнитопровод, охватывающий кольцевую обмотку, диски ведущего вала и диски ведомого вала, имеющие чередующиеся секторы из ферромагнитного и немагнитного материалов. В электромагнитную муфту дополнительно введены кольцевые постоянные магниты, расположенные по торцам магнитопровода. Магниты намагничены аксиально и встречно магнитодвижущей силе обмотки. При этом секторы дисков из немагнитного материала являются электропроводящими. 2 ил.

 

Изобретение относится к электротехнике, точнее к электромагнитным муфтам сцепления, и может быть использовано для дистанционного автоматического сцепления валов.

Известна электромагнитная муфта, содержащая вращающийся магнит в виде втулки, магнитопровод с зубцами, ведомую полумуфту с зубцами и расположенный между ними немагнитный экран (Ганзбург Л.Б., Федотов А.И. «Проектирование электромагнитных и магнитных механизмов», Справочник, Л., Машиностроение, 1980 г.) - [1].

Ее недостатком является малый передаваемый момент.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому эффекту является электромагнитная муфта, содержащая тороидальный магнитопровод, кольцевую обмотку, чередующиеся диски ведущего вала и диски ведомого вала, имеющие чередующиеся секторы из ферромагнитного и немагнитного материалов (патент №2369954, H02K 49/06, F16D 27/115, опубл. 10.10.2009. Бюл. №28) - [2].

Ее недостатком является низкий коэффициент полезного действия, связанный с необходимостью питания обмотки возбуждения в течение длительного времени, а также невозможность сцепления валов при их разной скорости вращения, что уменьшает область применения муфты.

Технический результат, на достижение которого направлено заявленное изобретение, заключается в повышении коэффициента полезного действия, в обеспечении возможности сцепления валов при их разной скорости вращения, в расширении области применения при сохранении большого передаваемого момента и высокой надежности муфты.

Технический результат достигается тем, что в электромагнитную муфту, содержащую тороидальный магнитопровод, охватывающий кольцевую обмотку, чередующиеся диски ведущего вала и диски ведомого вала, имеющие чередующиеся секторы из ферромагнитного и немагнитного материалов, введены кольцевые постоянные магниты, расположенные по торцам магнитопровода, намагниченные аксиально и встречно магнитодвижущей силе обмотки возбуждения, а секторы дисков из немагнитного материала являются электропроводящими.

Сущность предлагаемой муфты объясняется фиг. 1, 2:

Фиг. 1 - продольное сечение муфты;

Фиг. 2 - диск ведущего и ведомого валов.

Электромагнитная муфта содержит: 1 - магнитопровод; 2 - обмотку; 3 - немагнитную втулку ведущего вала; 4 - диски ведущего вала; 5 - диски ведомого вала; 6 - немагнитную втулку ведомого вала; 7 - ведомый вал; 8 - толстый диск ведущего вала; 9 - диск ведомого вала; 10 - немагнитную внутреннюю втулку ведущего вала; 11 - ведущий вал; 12 - постоянные магниты. Магнитопровод 1 имеет тороидальную форму и охватывает кольцевую обмотку 2. На ведущем валу 11 установлена внутренняя втулка 10 ведущего вала 11. К ней крепится толстый диск 8 ведущего вала, к которому крепится немагнитная втулка 3 ведущего вала с дисками 4 ведущего вала. На ведомом валу 7 установлена втулка 6 ведомого вала. К ней крепятся диски 5 ведомого вала. По торцам магнитопровода 1 установлены постоянные магниты 12 в виде дисков, намагниченные аксиально и навстречу магнитодвижущей силе обмотки 2. Диски 4 ведущего вала имеют ферромагнитные (на фиг. 2 показаны штриховкой) и немагнитные сектора, выполненные из электропроводящего материала (на фиг. 2 не заштрихованы). Диски 5 ведомого вала 7 имеют конструкцию, подобную дискам 4 ведущего вала 11. Размеры и расположение ферромагнитных секторов дисков ведущего и ведомого валов совпадают.

Электромагнитная муфта работает следующим образом. При отсутствии напряжения на обмотке 2 постоянные магниты 12 создают магнитный поток, который замыкается вокруг обмотки 2 и пересекает все зазоры в осевом направлении. Если передаваемый момент равен нулю, то расположение ферромагнитных секторов ведущего вала 11 и ведомого вала 7 совпадает, что соответствует минимальному магнитному сопротивлению. При возрастании передаваемого момента увеличивается угол рассогласования между ферромагнитными секторами ведущего вала 11 и ведомого вала 7, вращающихся с одинаковой скоростью.

При включении обмотки 2 магнитный поток постоянных магнитов 12 уменьшается и валы расцепляются. Например, если остается 20% от потока постоянных магнитов, то момент муфты снижается до 4%, поскольку момент пропорционален квадрату магнитной индукции.

Муфту целесообразно использовать в случае, когда основное время работы валы должны быть сцеплены, и только на короткое время они расцепляются. При этом потери энергии в обмотке будут значительно меньше, чем в прототипе.

За счет выполнения немагнитных секторов из электропроводящего материала при отключенной обмотке и при разных скоростях вращения ведущего и ведомого валов происходит пульсация магнитного потока, в дисках возникают вихревые токи, появляется асинхронный электромагнитный момент и ведомый вал начинает вращаться.

Таким образом, благодаря введению кольцевых магнитов, намагниченных аксиально и встречно магнитодвижущей силе обмотки, повышен коэффициент полезного действия муфты, а выполнение немагнитных секторов дисков из электропроводящего материала обеспечивает сцепление валов при их различных скоростях, что расширяет область применения данной электромагнитной муфты при сохранении большого передаваемого момента и высокой надежности благодаря бесконтактности муфты и многократной деформации магнитного потока в зазорах между дисками.

Электромагнитная муфта, содержащая тороидальный магнитопровод, охватывающий кольцевую обмотку, диски ведущего вала и диски ведомого вала, имеющие чередующиеся секторы из ферромагнитного и немагнитного материалов, отличающаяся тем, что введены кольцевые постоянные магниты, расположенные по торцам магнитопровода, намагниченные аксиально и встречно магнитодвижущей силе обмотки, а секторы из немагнитного материала являются электропроводящими.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области электротехники, в частности к электромагнитным муфтам, и может быть использовано для дистанционного управления сцеплением валов при ударной нагрузке и большом передаваемом моменте.

Изобретение относится к электротехнике, к электромагнитным муфтам, и может быть использовано для дистанционного управления сцеплением валов при ударной нагрузке и большом передаваемом моменте.

Изобретение относится к области электротехники, а именно к устройствам для преобразования разнонаправленного движения в однонаправленное, и может найти применение как в приборных системах (например, часах), так и на транспорте.

Изобретение относится к электротехнике . .

Изобретение относится к электротехнике. .

Изобретение относится к энергомашиностроению, а именно к экранированным магнитным муфтам. .

Изобретение относится к электротехнике. .

Изобретение относится к электротехнике и представляет собой устройство, обеспечивающее перекачку и подогрев жидкой или газообразной среды, расположенной в герметичном объеме.

Изобретение относится к электромагнитным механизмам, предназначенным для передачи вращающегося момента через герметичный экран к исполнительному механизму , и может использоваться в гермоприводах перемещивающих устройств аппарахимической, микробиологической и других отраслях промыщленности.

Изобретение относится к электромашиностроению , а именно к экранированным магнитным муфтам (ММ). .

Изобретение относится к области электротехники, в частности к электромагнитным муфтам, и может быть использовано для дистанционного управления сцеплением валов при ударной нагрузке и большом передаваемом моменте.

Изобретение относится к магнитным выключаемым муфтам. .

Изобретение относится к электротехнике, к электромагнитным муфтам, и может быть использовано для дистанционного управления сцеплением валов при ударной нагрузке и большом передаваемом моменте.

Изобретение относится к электрическим машинам, а именно к синхронным двигателям с возбуждением от постоянных магнитов, и может быть использовано в качестве компактного агрегата "двигатель-редуктор" в механических системах с большим ресурсом работы при ударных нагрузках, например в качестве мотора-колеса экологически чистых автомобилей. Технический результат заключается в создании синхронного электродвигателя с более технологичной конструкцией и улучшенными энергетическими показателями. Синхронный электродвигатель с магнитной редукцией содержит корпус 1 и подшипниковые щиты 2, 3. На них установлены кольца 4, 5 пакета статора. На кольце 4 имеются шесть зубцов 6 с коронками и с катушками 7, а на кольце 5 имеются клиновидные выступы 21. Четыре постоянных магнита 8 установлены на втулке 9 ротора быстрого вращения. Диски 10 статора закреплены на втулке 11 статора. Диски 12 ротора медленного вращения установлены на втулке 13. Вал 14 быстрого вращения опирается на подшипники 16, 18, а вал 15 медленного вращения опирается на подшипники 17, 19. Подшипники 16, 17 установлены в подшипниковых щитах 2, 3, а подшипники 18, 19 во втулке 20 подшипников, связанной с диском 10 статора. 8 ил.
Наверх