Регулируемая электромагнитная муфта

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советскии

Сецивлистическин

Республик

«i>782074

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61 } Дополнительное н авт. саид-ву(22) Заявлено 26.09. 78 (21 } 2666835/24-07 с присоединением заявки Нов (51)М. Кл.з

Н 02 К 49/06 государственный комитет

СССР яо делам изобретений н открытий (23} Приоритет—

Опубликовано 231180. Бюллетень М 43

Дата опубликования описания 23 .11. 80 (53) УДК 621.825.

° 5 (088. 8) (72} Автор изобретения

Л. Е. Круковский

Московский автомобильно-дорожный институт (11} Заявитель (54) РЕГУЛИРУЕМАЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ МУФТА

Изобретение относится к электрическим машинам, а именно к регулируемым муфтам с электромагнитным возбуждением, и может быть использовацо в — регулируемых приводах. 3

Известна регулируемая электромаг- нитная муфта, содержащая явнополюсный индуктор, соединенный с приводным двигателем, соосную с индикатором ведомую полумуфту с короткозамкнутой тб обмоткой и неподвижный статор с короткозамкнутой обмоткой, установленный концентрйчно относительно индуктора и ведомой полумуфты (1 .

Недостаток указанной муфты - малый15 диапазон регулирования скорости вращения (при регулировании путем изменения тока возбуждения индуктора не удается получить низких скоростей вра- . щения из-за остаточной намагниченнос-Щ ти элементов муфты). ,Известна также регулируемая электромагнитная муфта, содержащая ведущую полумуфту с короткозамкнутой обмоткой, ведомую полумуфту, выполненную в ви- 25 де системы электромагнитов с явновы-. раженными полюсами, дополнительную систему электромагйитов, соосную с ,ведомой полумуфтой и механически с ,ней не связанную, и регулируемые ис- З9

2 точники питания обмоток возбуждения ведомой полумуфты и дополнительной системы электромагнитов, при этом ведомая полумуфта и дополнительная система электромагнитов установлены концентрично ведущей полумуфте l2) .

Недостаток муфты — малый диапазон регулирования скорости выходного sana, Цель изобретения — расширение диапазона регулирования скорости.

Поставленная цель достигается тем, что муфта снабжена сервоприводом, s цепь питания которого включен датчик величины и направления тока, сервопривод соединен с дополнительной сис" темой электромагнитов, установленной с возможностью вращения, а датчик тока сервопривода через регулятор под-ключен к управляющим входам источни ков питания обмоток возбуждения.

На Фиг. 1 изображена электромагнит-. ная муфта; на фиг. 2-5 - векторйые диаграммы, поясняющие принцип действия муфты с регулятором тока возбуждения..

Ведущая полумуфта 1 выполнена в виде ротора короткозамкнутого асинхронного электродвигателя с беличьей клеткой, жестко насаженного на вал 2.

7 8 2 07 4

Ь»»»»«»»» Ф .»» . "« - — - . " . Ь

Полумуфта 1 врйцается в "магнитном поле, со«з«дав аемом д»о»йолни«тельной сис темой ъл«ектромагнитов 3 и электромагнитами 4 ведомой полумуфты. Электромагниты 3 и 4" вйполйены " в виде. полю— " сов двигателя« постоянного тока. Они имеют обмотки 5 и б возбуждения соотв»е»тстэЕ»йно«. Полярности двух соседних йолюсо»в различны. О»бмбт»ка 5 первого комплекта электромагнитов Э соединена "-э«лексически с-конт«ак«тними кольцами

7, «а обмотка б — с контактными кольцамй "8. Обмотка 5 получает питание от источ»йи»ка 9, а обмотка 6 подключе на к источнику 10: питания. СердеЧники

" «электрома»гнитов жестко закреплены на станинах 11 и 12, которые- соединены

ñcooòéåòñòâåíío со щитами 13 и 14.

Электромагниты 3 и 4 свободно вращают

-"- ся"- относйтел»ьно ротора 1. Электромагниты 3 связаны с валом 15 через жестко закрепленное со щитом 13 зубчатое колесо 16 и шестеренку 17. Вторая полумуфта связана с выходным валом 18 .-через жестко эакрепленное со шитом

14 зубчатое колесо 19 и шестеренку

20. Вал 15 "врЩа е« Тся c" помощью серэодвигателя 21, который снабжен датчиком 22 величины и направления тока, "вйпопняющим роль элемента обратной св яз и и» э« л»Жт«рнч»е«сКи ""(Й3язанным с регулируемыми источниками 9 и 10 пи тания.

На фнг. 2 и 3 показайы векторныедиаграммы для магнитных йотоков (Ф), ЭдС (Е) и токов (3) дйя««сЛучая, когда

c o»pdciь вращения» магнитных систем ведомой полумуфты не велика (большое скольжение).

На фиг. 4 и 5 показаны векторные дйЪгра»ммыг,= спраэедМйвые»" для сйьр«ости — " магнитных систем, близкой к сиНХрОНной (rio отношению к ко»рот»козамйкаемому ротору) .На фиг. 3 и 5 приведены векторйй диат райВй, йол« у«знаемые при о«т»сутствии "о«братной свкзи по направ" ленйю и"веййчи»не«"тра "cåðâîäâèåàòåëÿ, ьГЯЙЙЁраййЫ, "поотро»еннйе с учетом об ратной связи. Индекс 1 присвоен ведущей магнитной системе, а индекс 2 ведомой ° -:

Электромагнитная муфта работает .,следующим образом.

При вращенйи« ведущей йолумуфты 1 в м»агййтном поле, создаваемом комплектом электромагнитов 3, в стержнях белйчь»ей" клетки рото«р«а 1 возникают

ЭдС и токи,- образуюши»е магнитное й»оле ро»тора, перемещающееся в прост раМ ИИ сй»нхр»ой"но W эйект»ромагнитами

3. При этом комплект электромагнитов

4 следу« ет за магнитй»йм йолем ротора

1. В частности, если электромагниты

Э неподвищны, то и электромагниты 4 также йенодвиж«ны. Прй «в»р«ащен«ии электромагнитов 3 с по»мо«щь»ю серводэигателя 21»через кинематическую пару 16, .17 второй комплект ..электромагнитов 4

eaicxe вращается с синхронной скоростью по отношению к электромагнитам 3.

Датчик 22 регистрирует и усиливает сигнал, пропорциональный величине и направлению тока серводвигателя 21.

Сигнал воздействует на источники 9

4 10 питания, увеличивая или уменьшая величину тока в обмотках 5 и б, возбуждения. Магнитные поля Ф и Ф наводимые соответСтвенно комплектами электромагнитов 3 и 4 (см. фиг. 2 и

3), создают в беличьей клетке ротора

1 ведущей полумуфты соответствующие

ЭДС с Е и Е отстающие по отношению

1 к потокам на2 90 . Из-за индуктивной составляющей токи Э„ и Л в роторе отстают на угол «р, менякщийся в зависимости от скольжения. Ко.второму комплекту электромагнитов 4 приложена нагрузка, вследствие чего оба комплекта сдвинуты на некоторый угол.

На каждый комплект электромагнитов

2О воздействует момент.сил, как резуль тат взаимодействия магнитного потока

Ф, или Ф и суммарного тока 3 . ротора ведущей полумуфты 1 (8-угол сдвиЮ

2. га векторов тока и потока) .

2 Выбором величины магнитного потока Ф добиваются того, что момент, действующий на первый комплект электромагнитов 3, который соединен с серводвигателем, равен нулю (cM. фиг.3).

За счет уменьшения величины магнитного потока Ф суммарный ток 3 сдэнЯ. нут по отношению к потоку Ф„на угол

180 . На фиг. 4 показана векторная рфаграмма для случая, когда угол между ЭДС и током невелик. Для полученйя аналогичного эффекта, т.е. нулевого момента на валу серводвигате- ля, снижают величину Ф„ (см. фиг. 5)1 чем добиваются того, что к серводви гателю не прикладывается момент наг4g рузки, ни двигательный, ни генераторный. Требуемый закон изменения токов возбуждения обеспечивается за счет обратной сййзи между веЛичиной и направлением токов нагрузки серводвигателя и токами возбуждения магнитных систем с помощью датчика 22. Так как серводвигатель работает практически на холостом ходу, то его габаритные размеры и sec минимальны. Для регулйрования""скбрости вращения выходного вала используют любую известную систему. регулирования скорости электрических машин. Размеры и мощность такого регулятора тока незначительны.

Регулировочные свойства муфты

M определяются диапазоном регулирования серводвигателя. Существующие системы регулироваййя «скорости позволяют получить практически любой требуемый диапазон.

Формула изобретения

Регулируемая электромагнитная муфта, содержащая- ведущую полумуфту с

782074 короткозамкнутой обмоткой, ведомую полумуфту, выполненную в виде системы электромагнитов с явновыраженными полюсами дсполнительную систему электромагнитов, соосную с ведомой полумуфтой и механически с ней не связанную, регулируемые источники питания обмоток возбуждения ведомой полумуфты и дополнительной системы электромагнитов, при этом ведомая полумуфта и дополнительная система электромагнитов установлены концентрично ве-. дущей полумуфте, о т л и ч а ю щ а яс я тем, что, с целью расширения диапазона регулирования скорости, она снабжена сервоприводом, в цепь питания которого включен датчик величины и направления тока, сервопривод - соединен с дополнительной системой электромагнитов, установленной с возможностью вращения, а датчик тока сервопривода через регулятор подклюу чен к.управляющим входам источников питаниз обмоток возбуждения..

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент ChlA 9 2790917,кл.310-102, 1957.

2. Патент Германии Р 209282, кл. 21 <Я.,42, 1907.

782074

Фма1 >z

Е

) Е) у

Z>

).иа4

Составитель В. Никаноров

Техред A.À÷ Корректор Е. Папп . Редактор Г. Кадаяап

Заказ 81б1 68 Тираж 783 Подписное

ВЯИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, X-35, Рауюская нао., д. 4/5

Филиал ППП Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4