Регулируемая электромагнитная муфта

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советскиа Сецивлистичесиин Республик(51)М. Кл.З Н 02 К 49/Об ТосударственныА комитет СССР по дедам изобретеннА н открытнА(23 Приоритет -Опубликовано 231180, Бюллетень М 43 Дата опубликования описания 23.11.80(54) РЕГУЛИРУЕМАЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ МУФТА Изобретение относится к электрическим машинам, а именно к регулируемым муфтам с электромагнитным возбуждением, и может быть использовано в - регулируемых приводах. 3Известна регулируемая электромаг- нитная муфта, содержащая явнополюсный индуктор, соединенный с приводным двигателем, соосную с индикатором ведомую полумуфту с короткозамкнутой 16 обмоткой и неподвижный статор с короткозамкнутой обмоткой, установленный концентрйчно относительно индуктора и ведомой полумуфты И .Недостаток указанной муФты - малый 15 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 де системы электромагнитов с явновы-. раженными полюсами, дополнительную систему электромагйитов, соосную с ,ведомой полумуфтой и механически с ,ней не связанную, и регулируемыеис 2точники питания обмоток возбуждения . ведомой полумуфты и дополнительной системы электромагнитов, при этом ведомая полумуфта и дополнительная система электромагнитов установлены концентрично ведущей полумуфте 123 .Недостаток муфты - малый диапазон регулирования скорости выходного вала.Цель изобретения - расширение диапазона регулирования скорости.Поставленная цель достигается тем, что муфта снабжена сервоприводом, в 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 электромагнитная 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,мыФЯОФ 3 щ Ф ФФФФФ;,ю м мж-сщю. -ы .- м; ".ъ ь .Полумуфта 1 эрацается вмагнитномполе, создаваемом дойолнительной системойэлектромагнитов 3 иэлектромагнитами 4 ведбмой полумуфты, Электромагниты 3 и 4"вйполнейы"в виде;полю -соэдвигателя постоянного тока. Ониимеют обмотки 5 и б возбуждения соответстэЕйно. Полярности"двух соседнихйолюсов различны. ОбмЯка 5 первогокомплекта электромагнитов Э соединена "-электрическис -контактными кольцами7, а обмотка б - с контактными кольцамй 8; Обмотка 5 получает питаниеот источйика 9, а обмотка б подключена к источнику 10:питания. СердеЧники " "электромагнитов жестко закреплены настанинах 11 и 12, которые"соединенысбстэетстэенно со щитами 13 и 14.Электромагниты 3 и 4 свободнбвращают ся"-относйтельно ротора 1; Электромагниты 3 связаны с валом 15 через жест ко закрепленное со щитом 13 зубчатоеколесо 16 и шестеренку 17. Вторая полумуфта связана с выходным валом 18 .-черезжестко эакрепленное со шитом14 зубчатое колесо 19и шестеренку20. Вал 15"враЩаеТся Т-йбмощью серэодвигателя 21, .который снабжен датчиком 22 величины и направления тока,"вйпопняющим роль элемента обратнойсвязй иЪлектрйески "Й 3 язанным с регулируемыми источниками 9 и 10 пи тания.На Фнг, 2 и 3 показайы векторныедиаграммы для магнитных йотоков (Ф),ЭдС (Е) и токов Я) дМя" смучая, когдаскорбеть=-вращения"магнитных системведомой полумуфты не велика (большоескольжение).На фиг. 4 и 5 показаны векторныедйЪграмЖГ бпраЪедМйвЯГдля "бурости" магнитных систем, близкой к сиНХрОНной (поотношениюк"короткозамйкаемому ротору) .На фиг. Э и 5 приведенывекторйй диаграйВЙ; йолуЧаемые приотсутствии"обратнойсвязи по направ" ленйю и"эйййчине"тра"серводвигателя,ГВЙраййЫ","поотроеннйе -с учетом об ратной связи. Индекс 1 присвоен ведущей магнитной системе, а индекс 2ведомой.Электромагнитная муфта работает,следующим образом.При вращенйи ведущей йолумуфты 1 -э"-магййтном поле",создаваемом комплектом электромагнитов 3, в стержняхбелйчьей клетки ротора 1 воэникаютЭдС итоки;- образу(йе магнитноейоле ротора,перемещающееся в прот.- рййстэ 6 сййхрбйно с-фэйектромагнитами3, При этом комплект электромагнитов4 следует за магнитййм йолем ротора.1, В частности, если электромагнитыЭ непбдвищны, то и электромагниты 4также йенодвижны. Прй"Вращении электромагнитов 3 с Помощью серводэигателя 21"черезкинематическую пару 1 б,17 второй комплект электромагнитов 4фт"акже"вращается с синхронной скоростью по отношению к электромагнитам 3.Датчик 22 регистрирует и усиливаетсигнал, пропорциональный величине инаправлению тока серводвигателя 21,Сигнал воздействует на источники 9Й 10 питания, увеличивая или уменьшая величину тока в обмотках 5 и б,возбуждения, Магнитные поля Ф и Фнаводимые соответСтвенно комплектамиэлектромагнитов 3 и 4 (см. Фиг. 2 и3), создают в беличьей клетке ротора1 ведущей полумуфты соответствующиеЭДС с Е и Е отстающие по отношению1к потокам на 90. Из-за индуктивнойсоставляющей токи Э и Л в роторе отстают на угол у , менякщийся в зави 15 симости от скольжения, ко.второмукомплекту электромагнитов 4 приложена нагрузка, вследствие чего оба ком-плекта сдвинуты на некоторый угол,На каждый комплект электромагнитов20 воздействует момент.сил, как результат взаимодействия магнитного потокаФ , или Ф и суммарного тока 3, ротора ведущей полумуфты 1 (6-угол сдвиЮйга 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 (см, фиг.3).За счет уменьшения величины магнитного потока Ф суммарный ток 3 сдэнЯ.нут по отношению к потоку Ф Йа угол180 . На Фиг, 4 показана векторнаярфаграмма для случая, когда угол чмежду ЭДС и током невелик. Для полученйя аналогичного эффекта, т.е. нулевого момента на валу серводэигате-ля, снижают величину Ф (см. Фиг. 5),чем добиваются того, что к серводви-гателю не прикладывается момент наг 40 рузки, ни двигательный, ни генераторный. Требуемый закон изменения токоввозбуждения обеспечивается за счетобратной сузи между величиной и направлением токов нагрузки серводвигателя и токами возбуждения магнитныхсистем с помощью датчика 22. Так каксерводвигатель работает практическина холостом ходу, то его габаритныеразмеры и вес минимальны. Для регулйрованияскбрости вращениявыходноговала используют любуюизвестную систему,регулирования скорости электрических машин. Размеры и мощность такого регулятора тока незначительны,Регулировочные свойства муфты55 определяются диапазоном регулированиясерводвигателя. Существующие системы"регулироваййяскорости позволяют получить практически любой требуемыйдиапазон,40Формула изобретенияРегулируемая электромагнитная муфта, содержащая" ведущую полумуфту скороткозамкнутой обмоткой, ведомуюполумуфту, выполненную в виде системы электромагнитов с явновыраженнымиполюсами дсполнительную систему электромагнитов, соосную с ведомой полумуфтой и механически с ней не связанную, регулируемые источники питанияобмоток 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 расширениядиапазона регулирования скорости, она снабжена сервоприводом, в цепь питания которого включен датчик величины и направления тока, сервопривод -соединен с дополнительной системойэлектромагнитов, установленной с возможностью вращения, а датчик токасервопривода через регулятор подключен к управляющим входам источниковпитании обмоток возбуждения.,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент США 9 2790917,кл.310-102,1957,2. Патент Германии Р 209282,кл. 21 с 3.,42, 1907.. Редактор Р. Кац илиал ППП еПатентф, г. Ужгород, ул. Проектная,.1 Е 1 1 1 , 1,с Заказ 81 б 1 68 ВЯИИПИ Государ поделам и 113035, Москва, й, 4ъ,ЕЕМЭ ШЕ оставитель В.Никаноровехред А.Ач Корректо ираж 783 Подпиственного комитета СССРобретений и открытийБ, Раущская наб., д. 4/5