Устройство для управления электромагнитной муфтой

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТИЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт, свмд-ву (22) Заявлено 230580 (21) 2928729/24-07 (М

Н 01 F 7/18 с присоединением заявки йо (23) Приоритет

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий

Опубликовано 07.02.82. Бюллетень Йо 5

Дата опубликования описания 07. 02. 82 (53) УДК621 ° 318. . 3-52 (088. 8) (72) Автор изобретения

Н.П.Мартинович ( Ф к-!

Специализированное проектно-конструкторское бюро Донецкого областного управления грузового автомобильчюго-транслорта"(71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ

ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ МУФТОЙ!

Изобретение относится к устройствам управления электромагнитнеали муф" тами,.применяемьвлн, например,. гайковертах в качестве импульсных регулируемых .преобразователей крутящего мо-5 мента.

Известно устройство для управления электромагнитной муфтой, содержащее источник постоянного тока, соединенный через пускатель, и регулируемый резистор, зашунтированный емкостью, с катушкой электромагнитной муфты.

Известное устройство обеспечивает форсированное нарастание тока в катчшке муфты прн ее включении, что 15 способствует быстрому нарастанию величины передаваемого муфтой момента Г11. Однако прн отключении муфты про-исходит медленное снижение передавае-20 мого ею момента до минимальной остаточной величины, а также происходит резкое увеличение самого остаточного момента муфты по сравнению с его номинальной величиной, так -как это устройство не обеспечивает снижение остаточного магнитного потока муфты и остаточных снл сцепления лежду ее фрикцноннымн .дисками. А это приводит .к неэффективному разъединению муфтой 30 вращающихся валов, к снижению производительности механизiлов, так KcLK прн мгновенном разрыве цепи катушки муфты вре1ля снижения передаваемого ею ломента от номинальной величины до величины номинального остаточного момента составляет несколько секуид.

Недостатками устройства также являются большие потери электроэнергии в регулируемом резисторе при широком диапазоне изменения тока в катушке муфты.

Известно также устройство для управления электромагнитной муфтой сцепления, содержащее блок питания с трансформатором и тирнсторными пускателями, цепи управления с источником импульсного програюлного управления на тирнсторных оптронах, причем блок питания устройства снабжен диодньтли лостами и выполнен на тиристорных оптронах, световые диоды которых соединены попарно последова» тельно между собой и подключены к световыл диодам тиристорных оптронов цепей управления, а трансформатор блока питания выполнен с тремя вторичныли обмотка|ли, начала двух из

«оторых соединены с одним плечом аер903996 вого диодного моста, а концы — с силовыми диодами тиристорных оптронов, соединенных попарно и встречно-параллельно между собой и с другим плечом первого диодного моста, при этом третья вторичная обмотка трансформатора соединена со вторым диодным мостом, одно плечо которого соединено с первым диодным мостом, а другое — с силовыми диодами тиристорных оптронов цепей управления (2j.

Недостатком известного устройства является то, что при отключении муфты оно способствует увеличению остаточного момента муфты и времени снижения величины передаваемого ею момента от его номинального значения до минимальной остаточ.ной ;величины, так как оно также не обеспечивает снижение остаточного магнитного потока муфты и остаточных сил сцепления между ее фрикционными дисками, кроме того, отсутствие возможности плавного регулирования в широком диапазоне силы тока в катушке электромагнитной муф« ты, что особенно необходимо при применении 1луфты в качестве импульсных регулируемых преобразователей крутящего момента.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для управления гайковертом, содержащее источник постоянного тока, регулятор тока, выполненный в виде регулируемого сопротивления и включенный последовательно с катушкой возбуждения электромагнитной муф. ты контактами первого реле включения побледней и источником постоянного тока, программный блок в виде двух реле времени, коммутационный блок и источник переменного тока, соединенный с катушкой возбуждения электромагнитной муфты через второе реле включения последней и программный блок (3).

Недостатком известного устройства является снижение его эффективности из-за больших потерь электрической энергии в регулируемом сопротивлении включенном последовательно с катушкой возбуждения муфты, а также боль-, шая величина и мощность устанавливаемого регулируемого сопротивления °

1ак, например, в выпускаемых гайковертах гаек колес грузовых автомобилей модели ГК-160, в которых в качестве импульсного регулируемого преобразователя применяются электромагнитные муфты типа 3М-62 или ЭТИ142 с номийальным напряжением 24 В, за 1 ч суммарного времени включения муфты потеои электроэнергии составляют при отвинчивании гаек 1600 Вт, а при, завинчивании — 400 Вт.

Цель изобретения — снижение потерь электрической энергии, Поставленная цель достигается тем, что в устройство для управления электромагнитной муфтой, содержащее реле включения и реле отключения электромагнитной муфты, источник постоянного тока, источник переменного тока, программный блок, коммутационный блок, регулируемый резистор, в котором один выход программного блока соединен с входом реле включения электромагнитной муфты, а дру-, гой — с входом реле отключения злект-, ромагнитной муфты, источник,постоянного тока соединен с клеммами для подключения катушки управления электромагнитной муфты через регулируемый резистор, источник переменного тоха подключен к указанным клеммам через контакт реле отключения электромагнитной муфты, введен второй регулируемый резистор, источник постоянного тока выполнен в виде трех однополупериодных выпрямителей, входы которых через контакты реле включения электромагнитной муфты соединены с выходами источника переменного тока, а выходы подключены к одной из клемм для подключения катушки управления электромагнитной муфты, причем выход одного выпрямителя подключен через один из контактов коммутационного блоха, а выходы другого и третьего выпрямителей — через последовательно соединенные второй регулируемый резистор и другой контакт RCMмутационного блока. . В качестве источника переменного тока используется трехфазная низковольтная питающая сеть с глухозазем. ленной нейтралью.

На чертеже представлена электрическая схема предлагаемого устройства, Устройство управления электромагнитной муфтой содержит катушку управления электромагнитной муфтой 1 источник 2 переменного тока, в качестве которого используется трехфазная низковольтная питающая электросеть напряжением 380 В с глухозаземлен ной нейтралъю, реле 3 включения и реле 4 отключения электромагнитной муфты 1, регулируемый резистор 5, второй регулируемый резистор 6, коммутационный блок 7, программный блок 8 и три однополупериодных выпрямителя 9 — 11.

Каждый из входов выпрямителей 9

11 через контакты реле 3 включения соединен с одной из фаз трехфазной сети источника 2 переменного тока.

Выход первого выпрямителя 9 через регулируемый резистор 5, параллельно которому подключен первый контакт 12 коммутационного блока 7, соединен с катушкой управления электромагнитной муфты 1, которая также через последовательно соединенные второй контакт 13 блока 7 и другой

903996 регулируемый резистор б соединена с выходами другого 10 и третьего 11 выпрямителей, Замыкающий контакт второго реле 4 включения муфты подключен к источнику 2 переменного тока и к выходу перaoro выпрямителя 9.

Программный блок 8 реле 3 и 4 включения и отключения электромагнитной муфты, параллельно катушке управления которой подключены ограничительные диод . 14 и резистор 15.

Работа устройства управления электромагнитной муфтой в зависимости от режима ее работы осуцестнляется следуюцим образом. )5

Режим плавного включения электроМагнитной. муфты необходим при относительно плавной передаче электромагнитной муфтой крутящего момента с ее ведуцего вала на ведомый,а также при Щ использовании электромагнитной муфты в качестне .импульсного преобразователя крутящего момента в гайковертах и создания ею регулируемого .импульса крутящего момента с диапазоном его 75 регулирования в пределах от величины остаточного .момента муфты до близкого к половине номинального значения.

В таком режиме программным блоком

8 включается реле 3 включения муфты и при разомкнутьрс контактах 12 и 13 блока 7 катушка управления муфты 1 подключается через первый однополупериодный выпрямитель (диод 9} и регулируемый резистор 5 к одной фазе источника 2 .переменного тока. При таком подключении катушки муфты 1 на однополунериодное однофазное напряжение суцественно унеличинаются ее индуктивное и полное сопротивления. Например,,даже при полностью ны- 40 веденном резисторе 5 и фазном напря.жении источника 2, равном 220 В, общее сопротивление катушки электромагнитной муфты типа 3TN-142 (или

ЭМ-62) увеличивается в 4 раза по сравнению с величиной ее сопротивления постоянному не пульсируюцему току, а величина тока в ней не превышает его номинальную величину.

5О

Из-за индуктивного характера сопротивления. катушки управления муфты 1 происходит относительно плавное нарастание тока в ней и сжатие фрикционных дисков в результате mего 55 осуществляется плавная (безударная) передача крутящего момента с ее вежуцего на ведомый вал, а в импульсном преобразователе муфта создает импульс момента, величина которого не превышает половину номинального 60 значения при полностью выведенном резисторе 5.

Регулирование момента в указанных ранее пределах осуществляется изменением величины сопротивления регули- 65 руемого резистора 5. При этом ток в катушке муфты 1 уменьшается не пропорционально увеличению сопротивления резистора 5, а более интенсивно,так как при уменьшении тока уменьшается и насыцение стального сердечника (магнитопронода) муфты 1 и увеличивается индуктивное сопротивление ее катушки, что способствует уменьшению неличины сопротивления регулируемого резистора 5 и потерь мощности в нем.

Режим форсированного включения электромагнитной муфты необходим для уменьшения времени срабатывания муфты и надежного соединения ее ведуцей и ведомой частей за более ко- роткий промежуток времени, чем при включении катушки на однофазное однополупериодное напряжение.

Дня осуществления этого режима ,включаются контакты 12 и 13 коммутационного блока 7, а программным блоком 8 включается реле 3 включения электромагнитной муфты.

При этом катушка муфты 1 через однополупериодные выпрямители 9 — 11 подключается.к трехфазному источнику

2 переменного тока, причем с выходом одного выпрямителя 9 катушка соединяется непосредственйо через контакт

12„ шунтирующий регулируемый резистор 5, а к выходам выпрямителей 10 и 11 (на двухфазное однополупериодное ныпр>деленное напряжение) она подключается через последовательно соединенные контакт 13 блока 7 и другой регулируемый резистор 6.

При таком подключении амплитуда пульсаций выпрямленного тока в катушке управления муфты 1 суцественно ,уменьшается по сравнению с амплитудои его пульсаций при подключении ее к однополупериодному выпрямителю, что приводит к увеличении насыцения магнитопровода муфты 1 и к снижению индуктивного сопротивления ее катушки управления. Величина >ке под лагничивания определяется силой тока, протекающего через другой регламируемый резистор 6. И при незначительном увеличении тока в резисторе б ток в катушке управления муфты 1 увеличивается более интенсивно, так как индуктивное сопротивление ее уменьшается и однофазный ток в цепи первого выпрямителя 9 увеличивается.

Например, при подключении катушки электромагнитной муфты типа ЭТМ142 только через первый выпрямитель 9 при выведенном резисторе 5 на фазное напряжение 220 В ток в ней равен

3,2 А, а также при выведенном резис- : торе 5 при включении контактов 12 и 13 блока 7 и силе тока в другом резисторе б, равной 1,5 А, резуль тирующий в катушке муфты равен 8 A.

Причем такой режим включения муфты сопровождается отсутствием дополни903996 тельных потерь электроэнергии в цепи

-фазы с включенным выпрямителем 9, а : в цепи двух других фаз с выпрямителями 10 и 11 эти потери составляют не более 315 Вт за 1 ч суммарного времени включения муфты.

Благодаря наличию цепи из другого регулируемого резистора 6 и двух од нополупериодных выпрямителей (диоды

10 и 11) при подключении их контактом 13 к катушке управления муфты 1, уменьшается ее электромагнитная постоянная времени, что способствует увеличению скорости и силы сжатия фрикционных дисков муфты 1 и увеличению передаваемого или создаваемого ею крутящего момента.

Длительность подачи на катушку муфты форсированного напряжения определяется временем включения контак та 13 блока 7, а величина форсированного напряжения определяется вели чиной сопротивления второго регули} руемого резистора 6.

Режим снижения остаточного момента муфты осуществляется тем, что программным блоком 8 подается сигнал на кратновременное включение реле 4 отключения электромагнитной муфты.

При этом на катушку, управления муфты 1 подается переменное напряжение от одной из фаз источника 2.перемен-, ного тока.

Под действием переменного тока в катушке управления муфты 1 ее фрикционные диски и якорь вибрируют с . частотой питающего переменного тока и возвращаются в исходное. отключенное состояние благодаря размагничиванию остаточного магнитноГо потока муфты 1 и уменьшению сил сцепления между ее фрикционными дисками.

Причем, после плавного включения электромагнитной муфты сила переменного раэмагничивающего тока ограничивается регулируемым резистором 5 пропорционально току ее намагни. чивания, а после форсированного вклю; чения муфты ее катушка управления подключается через контакт 12 и контакт реле 4 непосредственно к одной иэ фаз источника 2 переменного тока для осуществления большей вибрации дисков после их большей силы сжатия, чем при плавном включении муфты.

Устройство управления электромагнитной муфтой позволяет свести к ми,нимуму потери электроэнергии при ре-. гулировании в широком диапазоне то50

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США 9 2395772, кл. 192-84, 1945.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 613150, кл. F 16 Р 27/16, 1976.

3. Заявка 9 2823216/25.-28, кл. В 25 В 21/00 ° ка в катушке управления муфты-и снизить величину, мощность и стоимость устанавливаемых регулируемых сопр6тивлений.

Экономия электроэнергии за гаранти5 рованное число включений (до 4 10 ) ь одной муфты в гайковерте составляет около 440 кВт ч.

Формула изобретения

Устройство для управления электромагнитной муфтой, содержащее реле включения и реле отключения электромагнитной муфты, источник постоянного тока, источник переменного тока,, програмйный блок, коммутационный блок, регулируемый резистор, причем один выход программного блока соединен с входом реле включения электромагнитной муфты, а другой — с входом реле отключения электромагнитной муфты, источник постоянного тока соединен с.клеммами для подключения катушки управления электромагнитной муфты через регулируемый резистор, источник переменного тока подключен к указанным клеммам через контакт ре 5 ле отключения электромагнитной муфты, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что,с целью снижения потерь электроэнергии, в него введен второй регулируемый резистор, источник постоянного тока выполнен в виде трех однополупериодных выпрямителей, входы которых через контакты реле включения электромагнитной муфты соединены с выходами источника переменного тока, а выходы подключены к одной из клемм для подключения катушки управления электро магнитной муфты, причем выход одного выпрямителя подключен через один из контактов коммутационного блока, а выходы другого и третьего. выпрямите40 лей — через последовательно соединенные второй регулируемый резистор и другой контакт коммутационного блока, 2. Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что в качестве

45 источника переменного тока использована трехфазная низковольтная питающая сеть с глухозаземленной нейтралью.

903996

Составитель A.Êàðåòíèêîâ

Редактор С.Крупенина Техред И.Гайду Корректор С.Шекмар

Tmpaa 757 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 136/37

Филиал ППП Патент, г. Увгород, ул. Проектная, 4