Бесконтактная электромагнитная муфта скольжения

 

Союз Советскик

Социапистическик

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

< >892599 (61 ) Jlополнительное к авт. свил-ву (22) Заявлено 070480 (21) 2905703/24-07 (5l ) M. Кл.

H 02 К 49/02 с присоелинением заявки М

3ЬвударстмниыИ квиитет (23) П риоритет но делам иаебретенкй и открытий

Опубликовано 233 281. Бюллетень М 47

Дата опубликования описания 23.128 1 (53) УДК 621,825 (088.8) (72) Авторы изобретения

P. Þ. 11ûöóðèH и Т.А. Щетинин

1,, 1.

Экспериментальный научно-исследова ельский с- 1 институт кузнечно-прессового машин тро6ния (7l ) Заявитель (54) БЕСКОНТАКТНАЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ МУФТА

СКОЛЬЖЕНИЯ

Изобретение относится к электри ческим машинам, а именно, к электромагнитным муфтам скольжения и может быть использовано для рerулирования частоты вращения производственных механизмов, в первую очередь в маломощных приводах.

Известны самовозбуждающиеся электромагнитные муфты скольжения с обмоткой возбуждения, подключенной через выпрямитель и контактные кольца к фазной обмотке якоря

В самовозбуждающейся муфте обеспечивается автоматическое увеличение тока возбуждения и момента с увеличением скольжения, поэтому частота вращения такой муфты мало меняется от нагрузки ("жесткая" механическая характеристика).

Недостатком этих муфт является наличие на якоре фазной обмотки и щеточного контакта, снижающих надежность конструкции.

Известны бесконтактные электромагнитные муфты скольжения, содержа ;ие ведуший и ведомый валы, массивный якорь и индуктор, снабженный немагнитной гильзой, соединяюшей ряды зубцов-полюсов, расположенных в шахматном порядке, и неподвижной кольцевой катушкой возбуждения (21.

Такие муфты скольжения по сравнению с другими более надежны в эксплуС -7. атации, поскольку их вращающиеся части не имеют обмоток, и выполнены массивными, но недостатком этих муфт является то, что частота вращения ведомого вала такой муфты сильно зависит от величины нагрузки ("мягкие" механические характеристики).

Лля повышения жесткости механических характеристик этих муфт требу тся применение достаточно сложных автоматических регуляторов с использованием вспомогательных электрических машин-тахогенераторов.

892599

15

Известны также бесконтактные электромагнитные муфты скольжения, содержащие коаксиалъно расположенные зубчатый статор с обмоткой воэбужде- ния, зубчатые ведущую полумуфту и ведомую полумуфту с короткоэамкнутой обмоткой, размещенные в эубцовой зоне статора постоянные магниты и дополнительную обмотку, к которой подключена через выпрямители обмотка возбуждения Г31.

Муфты такой конструкции являются самовоэбуждающимися, но величина тока возбуждения не зависит от тока в якоре и, следовательно, муфта обладает "мягкими" механическими характеристиками.

Известна также бесконтактная электромагнитная муфта скольжения, содержащая установленные соответственно на ведомом и ведущем валах мас-. сивный якорь и основной индуктор с двумя рядами зубцов-полюсов, расположенных в шахматном порядке, и с немагнитной гильзой, закрепленной между указанными рядами зубцов, об-. мотку возбуждения, размещенную в корпусе, дополнительную обмотку, состоящую из катушек, подключенных через регулируемый выпрямитель к обмотке возбуждения (41.

Недостатком ее является малая способность скорости вращения ведомого вала при изменении нагрузки, что обусловлено "мягкой" механической характеристикой муфты.

Цель изобретения - повышение стабильности скорости вращения ведомого вала при изменении нагрузки.

Поставленная цель достигается тем, что муфта снабжена дополнительным индуктором и на его поверхности, обращенной к якорю, выполнены зубцы, на которых размещены катушки дополнительной обмотки, дополнительный индуктор установлен между рядами зубцов основного индуктора и неподвижно связан с корпусом посредством . немагнитной прокладки.

Оптимальное число зубцов-полюсов дополнительного индуктора вдвое больше числа зубцов-полюсов основного яндуктора.

На фиг. 1, показана муфта, продольный разрез; на фиг. 2 — зубцы полюса основного и дополнительного индукторов, поперечный разрез, на фиг. 3 — развертка активной части якоря с обозначенными контурами зуб20

$S цов-полюсов основного и дополнительного индукторов, а также токов в массиве якоря.

Муфта содержит закрепленные на подшипниках массивный якорь 1, основной индуктор 2, соединенный с налом приводного двигателя 3 и снабженный двумя рядами зубцов-полюсов 4 и 5, расположенных н шахматном порядке и соединенных немагнитной гильзой 6, дополнительный индуктор 7 с катушками дополнительной обмотки 8, обмотку возбуждения,9, закрепленную в корпусе 10. Положение дополнительного ин—

I дуктора 7 относительно корпуса 10 зафиксировано кольцом 11 из изоляционного материала. Для уменьшения вихревых токов магнитопровод дополнительного индуктора 7 может быть выполнен шихтованным.

Устройство работает следующим образом.

Магнитопровод муфты предварительно намагничивается для создания остаточного магнитного потока. При наличии разности частот вращения основного индуктора 2 и якоря 1, в последнем под действием остаточного магнитного потока наводятся вихревые токи, замыкающиеся в массиве якоря по контурам, показанным на фиг.3.

Эти токи создают магнитный ноток реакции якоря, часть которого замыкается по магнитопроводу дополнительного индуктора 7 (фиг.2), воздушному зазору с немагнитной гильзой 6 в нем и якорю 1.

Вследствие вращения основного индуктора 2 относительно дополнительнительного индуктора 7 магнитные потоки в зубцах-полюсах дополнительного индуктора 7 периодически меняют свои направления с частотой, пропорциональной числу зубцов-полюсов основного индуктора и частоте его вращения.

В катушках дополнительной обмотки

8 наводятся ЭДС, зависящие от величины токов в массивном якоре 1. Под действием этих ЭДС через выпрямитель (не показан) и катушку возбуждения 9 протекает ток, создающий основной магнитный поток, складывающийся с остаточным магнитным потоком муфты.

Это вызывает увеличение тока в якоре

1 и передаваемого муфтой момента с одновременным увеличением магнитного потока реакции якоря 1, замыкающегося по дойолнительному индуктору 7.

Наводимая в дополнительной обмотке й(1 P ) <Э (у

Формула изобретения

Н .) !С и протек»н>щнй нод ее действиеs ток н ц ill) донолннтеньная Обмо гкя 8 выпрямитель — обмотка возбуждения 9, а также основной магничный ноток увеличиваются, ток в якоре l вновь возрастает и т,д.

Регулированием тока возбуждения устанавливается такая его величина, при которой муфта имеет на холостом ходу заданную частоту вращения. Рост нагрузки вызывает снижение частоты вращения ведомой части муфты, ток в якоре 1 несколько увеличится с рое— том скольжения якоря 1 относительно основного индуктора 2, возрастает магнитный поток реакции якоря 1 и

ЭДС, наводимая в дополнительной обмотке 8. Ток в обмотке возбуждения

9 становится больше первоначально установленного на величину, пропорциональную приросту нагрузки. Пе-. редеваемый муфтой момент увеличивается и заданная частота вращения восстанавливается.

Таким образом, предлагаемая муфта с массивным якорем работает в режиме самовозбуждения, причем, в отличие от известной, ток в обмотке возбуждения увеличивается в соответствии с ростом нагрузки, обеспечивая "жесткие" механические характеристики и большую стальность скорости ведомого вала.

Оптимальное число зубцов-полюсов дополнительного индуктора 7 равно удвоенному числу зубцов-полюсов основного индуктора 2 (фиг.3). В этом случае смена направлений магнитных потоков в зубцах-полюсах дополнительного индуктора 7 происходит одновременно и ЭДС, наводимые в отдельных катушках, совпадают по фазе.

Немагнитная гильза 6 вращается синхронно с магнитным полем реакции якоря 1 и никакого влияния на него в установившихся режимах не оказывает.

Поскольку мощность, потребляемая муфтой на возбуждение, составляет

0,5-3Х от передаваемой, увеличение за счет немагнитной гильзы 6 воздушного зазора между дополнительным .индуктором 7 и якорем 1 не имеет особого значения.

Предлагаемая конструкция позволя- ет повысизь жесткость механических характеристик бесконтактных электромагнитных муфт скольжения и совм"стить их высокую надежность с присущими самовоэбуждающимися муфтами с фазныии якорями хорошими регулировочными свойствами.

1. Бесконтактная электромагнитная муфта скольжения, содержащая установленные соответственно на ведомом и ведущем валах массивный якорь и основной иидуктор с двумя рядами зубцов-полюсов, расположенных в шахмат" ном порядке, и с немагнитной гильзой, закрепленной между указанными рядами зубцов, обмотку возбуждения, размещенную в корпусе, дополнительную обмотку, состоящую иэ катушек, подключенных через регулируемый выпрямитель к обмотке возбуждения, о т л ич а ю щ а я с я тем что с целью повышения стабильности скорости вращения ведомого вала при изменении нагрузки, муфта снабжена дополнительным индуктором, и на его поверхности, обращенной к якорю выполнены зубцы, ЭЭ на которых размещены катушки дополнительной обмотки, дополнительный индуктор установлен между рядами зубцов основного индуктора и неподвижно связан с корпусом посредством немагнитной прокладки.

2. Бесконтактная электромагнитная муфта скольжения по п.1, о т л и— ч а ю щ а я с я тем, что число зубцов дополнительного индуктора выбрано в два раза большим числа зубцовполюсов основного индуктора.

Источники информации, принятые во.внимание при экспертизе

1. Шаров В.С. Электромагнитные муфты скольжения. Госэнерг оиздат, 195&, с. 69, рис. 34.

2. Авторское свидетельство СССР

-32962&, кл. Н 02 К 49/04, 1970.

3. Авторское свидетельство СССР фф -4262&9, кл. Н 02 К 49/02, 1972.

4. Заявка Франции Ф 2275926, .кл. Н 02 К 49/02, 1976.