Электродвигатель с устройством защиты от перегрузок

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Сфюэ СфветсиияСоциалистическихРеспублик и 904109 1(23) П р,иорнтет -Ьсудвретевнньй квинтет СССР вв калаи нзабретеннй н вткрьпнй(7) Заявите сЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ С УСТРОЙСТАЩИТЬ 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 при. менение в электроприводе постоянного тока для ограничения предельйых моментов, передаваемых от электродвигателя к механизму,Известно применение в качестве предохра. нителей от механических перегрузок фрикци. онных и электромагнитных муфт сцепления, соединяющих вал электродвигателя с механизмом 1. нагрузки до.ведомый дисг относительновалу электроигателя постоян. эпических перепус фрикционснизить осевой ля 2. При превышении моментомпустимой величины ведущий ики муфты проскальзывают друдруга, ограничивая момент иадвигателя.Известны также электродвного тока, защищенные от мехгрузок встроенными в их корными муфтами, что позволяетразмер и массу электродвнгате Однако встроенная предохранительная муф.та увеличивает массу и удлиняет электродвига.тель, Кроме того, порог буксования фрикци.онной пары нестабилен, так как коэффициенттрения фракционной пары существенно изме. ф няется как следствие ,с изменения температуры окружающей среды, так и в результатепопадания в зону трения паров масла.Наиболее близким к предлагаемому явля.ется электродвигатель с устройством защитыот перегрузок, содержащий корпус, статор,установленный в корпусе с воэможностьюпроворота, устройство защиты в виде плоскихпружин, укрепленных одним концом на корпусе, а другим концом контактирующих с 5поводком, закрепленным на статоре 13.При превышении электромагнитного момента, действующего на статор, предельныхзначений, статор проворачивается в корпусе, 20что ограничивает момент, передаваемый на неподвижные элементы машины, а также намеханизм, связанный с ротором.Область применения этого электролвигате.ля ограничена в основном машичами перемен.,ффгде О ного тока, Объясняется это тем, что исполь.зование данного теищческого решения в ма-,шинах постоянного тока приводит при развороте статора (индуктора) и при неподвижныхщетках к уменьшению потока возбуждения и,как следствие, к увеличению скорости двигателя, что может привести к выходу из строярабочего механизма,Цель изобретения - расширение областиприменеция путем использования в машинахпостоянного тока с индуктором, установленном 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 корпуседвигателя 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 пре.дельного положения индуктора; на фиг, 4 -вариант установки в электродвигателе перемен.ного резистора; на фиг. 5 - электрическаясхема включения резистора.Электродвигатель (фиг. 1 и 2) содержиткорпус 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. Длинапаза определяет допустимый угол поворотаиндуктора 2 относительно корпуса 1, На корпусе 1 нереверсивного электродвигателя (фиг, 1)закреплен предварительно нагруженный упругийэлемент 4, свободный конец которого прижимает поводок 3 к краю паза, На корпусереверсивного электродигателя (фиг, 2) закреплены два упругих элементах 5 и 6 предварительно нагруженные упорами 7 так, чтоповодок зажат между упругими элементами,Для обоих типов электродвигателей в исходном состоянии обеспечивается такое положение ицдуктора 2 в корпусе 1, при которомщетки нахоцятся на нейтрали.На корпусе электродвигателя установленыдатчики 8 н 9 предельного положения индук.тора (фиг, 3). В положении индуктора в корпусе электродвигателя, когда щетки находятсяна нейтрали. датчики, например контактныедатчики Холла, установлены под углами 3Р 2 относительно поводка 3, закрепленного виндукторе 2.Корпус резистора 10 установлен на кор.пусе 1 электродвигателя, а движок резисторамеханически соединен с поводком 3 (фиг, 4). 109 4Выводами 11 и 12 резистор введен в якорнуюцепь электродвигателя (фиг. 5).Предлагаемое устройство работает следующим образом.Известно, что в электродвигателепостоянного тока электромагнитный момент, прило.женный как к якорю, так и к индуктору,определяется выражениемМ = С 1 Ф,10 где С - конструктивный показатель электродвигателя;1 - ток якоря электродвигателя;Ф - магнитный поток индуктора,Пока электромагнитный момент Мрприложенный к ицдуктору 2, меньше момента,создаваемого предварительно нагруженным упругим элементом 4 М,и момента тренияиндуктора 2 относительно корпуса 1 Мтр, индуктор 2 остается неподвижным, и электродвигатель работает в обычном режиме, Еслиже электромагнитный момент превысит значе.ние М, + Мр, то индуктор 2 начинает поворачиваться, преодолевая сопротивление упругого элемента 4. При этом полезный магнитный поток, т,е, поток, используемый вякоре для создания ЭДС уменьшается, так1как поворот индуктора 2 относительно корпу.са 1 со щетками на угол Д равносилен сдвигу щеток с нейтралиФ = Фсозе, о- магнитный поток при 13 = 0; - число пар полюсов индуктора Снижение полезного магнитного потока вызывает снижение момента по валу и остановку З движения. Частота вращения электродвигателяпри этом увеличивается из.за уменьшения по- тока- напряжение питания электродвигатеВ - сопротивление якорной цепи; Се - конструктивный параметр электродвигателя,В качестве датчика положения индуктораиспользован переменный резистор, корпус 10которого закреплен на корпусе 1 электродвигателя, а движокрезистора жестко связанс индуктором 2 (фиг, 4),Указанные датчики могут быть использованы для отключения электродвигателя при перегрузке как при остановке электродвигателя,так и несколько ранее. Момент отключенияэлектродвигателя определяется при этом углом,под которым установлен датчик относительно.исходного положения индуктора 2, когда щетки находятся на нейтрали. Отключение элект904109 6цепь якоря, позволяет расширить область пф.менения на электродвигатели постоянного тока,родвигателя йри его остановке в результатеповорота индуктора на угол Д- это отключение тока короткого замыкания электродвигателя, опасного как для изоляции якорнойобмотки, так и для щеточно коллекторногоузла. Установка датчика положения индукторапод углом Ь ( ф позволяет ограничить токякоря заданным значением 1Переменный резистор используется для ограничения тока якоря электродвигателя при 16предельном моменте на его валу. Для этогорезистор необходимо включить в якорнуюцепь электродвигателяВключение резистора в якорную цепьэлектродвигателя позволяет существенно уменьшить предельный утоп поворота индуктора и,следовательно, вызывает минимальное сниже.ние полезного магнитного потока, А это приводит к тому, что ток электродвигателя припредельном моменте на его валу мало отли- ЪОчается от тока, соответствующего искусственной механической характеристике, построеннойдля полного полезного магнитного потока ивведенного в якорную цепь резистора,Механические характеристики предлагаемого электродвигателя в рабочих режимах на.грузок не отличаются от характеристик известных электродвигателей, если упомянутыирезистор включен в якорную цепь электродвигателя так, что при отсутствии нагрузки наЗОего валу В = О, а при перегрузке В ) 0(фиг. 5).Установка на электродвигателе датчикакрайнего положения статора, выполненного ввиде переменного резистора, включенного вЗЮ Формула изобретения Электродвигатель с устройством защитыот перегрузок, содержащий корпус, статор, уьтановленный в корпусе с возможностью проворота, и устроиство защиты, выполненноев виде плоских пружин, укрепленных однимконцом на корпусе, а другим концом контактирующих с поводком, закрепленным на статоре, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью расширения области применения путемиспользования в машинах постоянного токас индукгором, установленным в корпусе, иякорем, он снабжен датчиком крайнего положения статора, выполненным в виде переменного резистора с корпусом и движком, вклю.ченного в цепь якоря, корпус резистора укреплен на корпусе двигателя, движок резисто.ра связан со статором, при этом в корпуседвигателя выполнен поперечный паэ, в кото.ром размещен паводок,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Кулебакин В. С, и Нагорный В, Л.Электропрйвод самолетных агрегатов и меха.низмов, М., Оборонгиэ, 1958, с, 53 - 56.2. Авторское свидетельство СССР Вф 655032,кл. Н 02 К 7/11, 1976.3, Авторское свидетельство СССР Иф 153745,кл. Н 02 К 5/24, 1961.904109 Фи Яю Фиа ВНИИПИ Заказ 149/42 Тираж 718 Подписное Филиал ППП "Патент",