Электродвигатель с устройством защиты от перегрузок
ОП ИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Сеюэ Советския
Социалистических
Республик
I (6!) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 27.06.80 (21) 2955541/24-07 (51)М. Кл. Н 02 К ll/10 с присоединением заявки М (23) Приоритет— )Ьсудвретнвнный квинтет СССР вв калаи нзабретеннй н еткрьпнй (53) УДК 621.313 .2(088.8) Опубликовано 070282 5яяяетень J4 5 Дата опубликования описании 07 02.82 (72) Авторы изобретения Л. С. Абрамов и Д. Я. Кляцкин / 1 (7l) Заявитель с (54) ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ С УСТРОЙСТВОМ ЗАЩИТЫ ОТ ПЕРЕГРУЗОК Изобретение относится к электрическим машинам преимущественно постоянного тока, а именно к электродвигателям постоянного тока с устройством защиты от предельных механических перегрузок, и может найти применение в электроприводе постоянного тока для ограничения предельйых моментов, передаваемых от электродвигателя к механизму, Известно применение в качестве предохранителей от механических перегрузок фрикционных и электромагнитных муфт сцепления, соединяющих вал электродвигателя с механизмом (1). При превышении моментом нагрузки допустимой величины ведущий и -ведомый диски муфты проскальзывают друг относительно друга, ограничивая момент иа валу электродвигателя. Известны также электродвигателя постоянного тока, защищенные от механических перегрузок встроенными в их корпус фрикционными муфтами, что позволяет снизить осевой размер и массу электродвигателя (2). Однако встроенная предохранительная муфта увеличивает массу и удлиняет электродвигатель. Кроме того, порог буксования фрикционной пары нестабилен, так как коэффициент трения фракционной пары существенно изменяется как следствие r., изменения температуры окружающей среды, так и в результате попадания в зону трения паров масла. Наиболее близким к предлагаемому является электродвигатель с устройством защиты от перегрузок, содержащий корпус, статор, установленный в корпусе с воэможностью проворота, устройство защиты в виде плоских пружин, укрепленных одним концом на кор. пусе, а другим концом контактирующих с И поводком, закрепленным на статоре (3). При превышении электромагнитного момента, действующего на статор, предельных значений, статор проворачивается в корпусе, 20 что ограничивает момент, передаваемый на не. подвижные элементы машины, а также на механизм, связанный с ротором. Область применения этого электродвигателя ограничена в основном машичами перемен904 36 где Фо р u — IR Ce@pc Цель изобретения — расширение области применения путем использования в машинах постоянного тока с индуктором, установлен ном в корпусе, и якорем. Для реализации поставленной цели электродвигатель снабжен датчиком крайнего положения статора, выполненного в виде переменного резистора с корпусом и движком, включенного в цепь якоря, корпус резистора укреплен на корпусе двигателя,. а движок резистора связан со статором, при этом в корпусе двигателя выполнен поперечный паз, в котором размещен поводок. На фиг, 1 дан общий вид нереверсивного, а на фиг. 2 — реверсивного электродвигателя; на фиг. 3 — вариант установки датчиков предельного положения индуктора; на фиг, 4— вариант установки в электродвигателе переменного резистора; на фиг. 5 — электрическая схема включения резистора. Электродвигатель (фиг. 1 и 2) содержит корпус 1 с закрепленными на нем щетками (не показаны) и статор (индуктор) 2, который может поворачиваться относительно корпуса 1, Индуктор 2 снабжен поводком 3, входящим в поперечный паз корпуса 1. Длина паза определяет допустимый угол поворота индуктора 2 относительно корпуса 1. На корпусе 1 нереверсивного электродвигателя (фиг, 1) закреплен предварительно нагруженный упругий элемент 4, свободный конец которого прижимает поводок 3 к краю паза. На корпусе реверсивного электродвигателя (фиг, 2) закреплены два упругих элементах 5 и 6 предварительно нагруженные упорами 7 так, что поводок зажат между упругими элементами, Для обоих типов электродвигателей в исходном состоянии обеспечивается такое положе ние индуктора 2 в корпусе 1, при котором щетки нахоцятся на нейтрали. На корпусе электродвигателя установлены датчики 8 н 9 предельного положения индуктора (фиг. 3). В положении индуктора в корпусе электродвигателя, когда щетки находятся на нейтрали датчики, например контактные датчики Холла, установлены под углами Pi, относительно поводка 3, закрепленного в индукторе 2. Корпус резистора 10 установлен на корпусе 1 электродвигателя, а движок резистора механически соединен с поводком 3 (фиг. 4). 109 ф Выводами ll и 12 резистор введен в якорную цепь электродвигателя (фиг. 5). Предлагаемое устройство работает следующим образом. Известно, что в электродвигателе постоянного тока электромагнитный момент, приложенный как к якорю, так и к индуктору, определяется выражением M = C„le, 10 где С вЂ” конструктивный показатель электродвигателя; 1 — ток якоря электродвигателя; Ф вЂ” магнитный поток индуктора. Пока электромагнитный момент М,приложенный к индуктору 2, меньше момента, создаваемого предварительно нагруженным упругим элементом 4 М,и момента трения индуктора 2 относительно корпуса 1 Мтр, индуктор 2 остается неподвижным, и электродвигатель работает в обычном режиме. Если же электромагнитный момент превысит значение IVI@ + М р, то индуктор 2 начинает поворачиваться, преодолевая сопротивление упругого элемента 4. При этом полезный магнитный поток, т.е. поток, используемый в якоре для создания ЭДС уменьшается, так 1 как поворот индуктора 2 относительно корпуса 1 со щетками на угол Д равносилен сдвигу щеток с нейтрали Ф = Ф cospg, — магнитный поток при 13 = 0; — число пар полюсов индуктора Снижение полезного магнитного потока вызывает снижение момента по валу и остановку движения. Частота вращения электродвигателя при этом увеличиваетсй из-за уменьшения потока — напряжение питания электродвигатеЛЯ; R — сопротивление якорной цепи; Се — конструктивный параметр электродвигателя, В качестве датчика положения индуктора использован переменный резистор, корпус 10 которого закреплен на корпусе 1 электродвигателя, а движок резистора жестко связан с индуктором 2 (фиг, 4). Указанные датчики могут быть использованы для отключения электродвигателя при перегрузке как при остановке электродвигателя, так и несколько ранее. Момент отключения электродвигателя определяется при этом углом, под которым установлен датчик относительноисходного положения индуктора 2, когда щетки находятся на нейтрали. Отключение элект904109 6 цепь якоря, позволяет расширить область пфменения на электродвигатели постоянного тока. родвигателя йри его остановке в результате поворота индуктора на угол Д вЂ” это отключение тока короткого замыкания электродвигателя, опасного как для изоляции якорноп обмотки, так и для щеточно-коллекторного узла. Установка датчика положения индуктора под углом Pe (P позволяет ограничить ток якоря заданным значением 1 Переменный резистор используется для ограничения тока якоря электродвигателя при 16 предельном моменте на его валу. Для этого резистор необходимо включить в якорную цепь электродвигателя.. Включение резистора в якорную цепь электродвигателя позволяет существенно умень- 15 шить предельный утоп поворота индуктора и, следовательно, вызывает минимальное снижение полезного магнитного потока, А это приводит к тому, что ток электродвигателя при предельном моменте на его валу мало отли- 20 чается от тока, соответствующего искусственной механической характеристике, построенной для полного полезного магнитного потока и введенного в якорную цепь резистора. Механические характеристики предлагаемого электродвигателя в рабочих режимах нагрузок не отличаются от характеристик известных электродвигателей, если упомянутыи резистор включен в якорную цепь электродвигателя так, что при отсутствии нагрузки на его валу R = О, а при перегрузке R ) 0 (фиг. 5). Установка на электродвигателе датчика крайнего положения статора, выполненного в виде переменного резистора, включенного в З Формула изобретения Электродвигатель с устройством защиты от перегрузок, содержащий корпус, статор, установленный в корпусе с возможностью проворота, и устроиство защиты, выполненное в виде плоских пружин, укрепленных одним концом на корпусе, а другим концом контактирующих с поводком, закрепленным на статоре, отличающийся тем, что, с целью расширения области применения путем использования в машинах постоянного тока с индукгором, установленным в корпусе, и якорем, он снабжен датчиком крайнего положения статора, выполненным в виде переменного резистора с корпусом и движком, включенного в цепь якоря, корпус резистора укреплен на корпусе двигателя, движок резистора связан со статором, при этом в корпусе двигателя выполнен поперечный паэ, в котором размещен паводок, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Кулебакин В. С. и Нагорный В. Д. Электропрйвод самолетных агрегатов и механизмов. М., Оборонгиэ, 1958, с. 53 — 56. 2. Авторское свидетельство СССР и 655032, кл. Н 02 К 7/11, 1976. 3, Авторское свидетельство СССР Р 153745, кл. Н 02 К 5/24, 1961.
