Электродвигатель

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 80112 04 САНИЕ ИЭОБРЕТ ЛЬСТВУ ОМ АВТ ю перемещенияи и подпружине ожнос равле лемен рмоэному закрспл м к лятору е т п л ч ающ вышения валу,что, с ю роторе, электродвигател полнительным упругим эл виде плоских пружин, ра положенных по окружност и элементом крепления п пусу, дополнительный уп мент расположен на пери ного якоря и установлен ностью контакта с якоре отивоположнои то ОСУДДРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕлдМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНЮТИй(71) Фрунзенский политехнический институт(56) 1. Авторское свидетельство СССР У 597047, кл. Н 02 К 7/,102, 1978.2, Заявка Франпии У 2456883, кл. Г. 16 0 55/22, 1980.3. Авторское свидетельство СССР У 548920, кл. Н 02 К 7/106, 1977. (54)(57) 1, ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ, содержащий статор, с обмоткой, ротор с валом и электромагнитный тормоз, состоящий из закрепленного на корпусе элек тродвигателя электромагнита с сер,1 дечником и обмоткой, подключенной к сети через блок форсировки, дискового якоря, установленного с возменьшения мощности, п лектромагнитом при ра вентилятору, и перемещ ном направлении по тор ности якоря до упора в цилиндрическую поверхн осевом наного упругимдиску-вентинному нач й с я тем,КПД путемтребляемойторможенномь снабжен доементом ввномерно раси корпуса,ружкн к корругий элеферии дискос возможм со стороны,ому дискуния и радиальовой поверхего внешнююсть.11270462, Электродвигатель по и. 1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что стык торцовой.и внешней цилиндричес-. кой поверхностей дискового якоря в зоне контакта с каждой пружиной ,дополнительного упругого элемента выполнен со скосом. 3. Электродвигатель по пп. 1 и 2,о т л и ч а ю щ и й с я тем, чтона рабочей поверхности каждой пружины дополнительного упругого элемента, обращенной к якорю, установлено тело качения, например ролик, Изобретение относится.к электромашчностроению и может бытьиспользовано в различных отраслях народного хозяйства для привода исполнительных. и грузоподъемных механизмов, требующих быстрой и точной остановки и фиксации.Известен электродвигатель со. встроенным электромагнитным. тормозом, в котором. тормоз состоит из сердеч ника с.обмоткой,.тормозного диска, установленного на валу электродвигателя с возможностью осевого перемещения, якоря, .подпружиненного упру-гим элементом.и имеющего возмож ность перемещения в аксиальном нанрав. ленин по стержням, которые ограничивают поворот якоря при торможении Якорь за счет осевого усилия упругого элемента прижимает. тормозной диск к. 20 неподвижной тормозной поверхности 11.Недостатком известного тормозного электродвигателя является невысокий КПД из-за большой мощности,.потребляемой тормозным электромагнитом 25 в установившемся режиме работы при расторможенном вале электродвигателя . Это вызвано тем, что для надежного удержания якоря электромагнита притянутым к его.сердечнику, тяговое , З 0 усилие электромагнита должно быть больше противодействующего усилия сжатия упругого элемента тормозногоустройства. В то же время усилие сжатия упругого элемента должно быть достаточно большим для обеспечения быстрой и точной остановки и фикса-, ции вала электродвигателя после его Отключения от.сети. Поэтому.при притянутом якоре тормозной электромагнит 40 должен. развивать большое тяговое усилие и, следовательно, потреблять большую мощность, что снижает КПД электродвигателя. Известен. электродвигатель с электромагнитным тормозом, содержащий статор с обмотками, установленный в корпусе, ротор с валом и электромагнитный тормоз, состоящий .из сердеч-, ника с обмоткой, закрепленного на корпусе, плоского .дискового якоря, который может перемещаться лишь. вдоль оси вала .и прижат центральной пружиной к тормозному диску, жестко установленному на валу. Поверхностьякоря, обращенная к торцу сердечника, выполнейа с шероховатостями. высотой .от 0,5-1,О: мм 2 1;Недостатком данного электродвигателя является низкий КПД из-за . большой потребляемой мощности электромагнитного тормозе в режиме удер-. жания якоря, так как электромаАит тормозадолжен развивать тяговое усилие, большее по величине, чем усилие: центральной пружины. При этом в первый момент после отключения электродвигателя и, следовательно, обмотки тормоза от сети за счет энергии, запасенной магнитным полем в. сердечнике тормоза, на якорь действует электромагнитная сила, препятствующая движению якоря к тормозному диску, что увеличивает время сраба-. тывания тормоза, Величина запасенной энергии магнитного поля пронорциональна мощности, потребляемой тормозом, которая, следовательно, и определяет величину и продолжитель" ность действия этой остаточной электромагнитной силы, т,е. определяет вконечном счете быстродействие тормоза, Шероховатости на поверхности якоря предназначены для ускорения затухания остаточной электромагнит ной силы и для исключения "залипания" якоря путем введения в магнитную цепь тормоза при притянутом якорез112704дополнительного магнитого сопротивления, величина которого определяется высотой шероховатостей. Однаконаличие этих шероховатостей соответствует наличию в режиме удержанияякоря эквивалентного воздушного зазора между якорем и сердечникомтормоза, что требует дополнительного увеличения потребляемой мощности и приводит к снижению КПД электро б двигателя.Наиболее близким к предлагаемомупо технической сущности и достигаемому результату является электродвигатель, содержащий статор с обмоткой; ротор с валом и электромагнитный тормоз, состоящий из закрепленного на корпусе электродвигателяэлектромагнита с сердечником и об.,моткой, подключенной к сети черезблок форсировки, и дискового якоря,установленного с возможностью переме щения в осевом направлении и подпружиненного упругимэлементом к тормозному диску-вентилятору жестко за- дкрепленнойу на валу 3 1.Недостатком указанного электродвигателя является низкий КПД изза большой мощности, потребляемой : электромагнитным тормозом, что одновременно увеличивает его нагрев и снижает. срок службы. Это обусловлено тем что хотя после растормаживания,вала мощность, потребляемаяФэлектромагнитным тормозом, и снижается блоком форсировки до величины,необходимой лишь для удержания якоря,.однако усилие упругого элемента, действующее на якорь в осевом направ-. лении, не уменьшается,: а в результате дополнительного его сжатия якорем даже увеличивается по сравнению с усилием в режиме торможения и фиксации вала, Так как величина тяговогоусилия электромагнита для надежногоудержания якоря должна быть больше осевого усилия упругого элемента,то это и обуславливает большую потребляемую мощность тормозом.Цель изобретения в . повышение КПД путем уменьшения мощности, потребляе 50мой электромагнитом при расторможенном роторе. Поставленная цель достигается тем, что электродвигатель, содержащий статор с обмоткой, ротор с валом и электромагнитный тормоз, состоящий из закрепленного на корпусе элек 6 4тродвнгателя электромагнита с сердечником и обмоткой, подключенной ксети через блок форсировки, и дискового якоря, установленного с возможностью перемещения в осевом направлении и подпружиненного упругим эле-.ментом к тормозному диску-вентилятору, жестко, закрепленному на валу,снабжен дополнительным упругим эле,ментом в виде плоских пружин, равномерно расположенных по окружности .корпуса, и элементом крепления пружин к корпусу, дополнительный упругий элемент расположен на перифериидискового якоря и установлен с возможностью контакта сякорем со стороны, противоположной тормозному .дискувентилятору, и перемещения врадиальном направлении по торцовойповерхности якоря до упора в его.внешнюю цилиндрическую поверхность.Стык торцовой и внешней цилиндрической поверхностей дискового якоряв зоне контакта с каждой пружинойдополнительного упругого.элементавыполнен со скосом.На рабочей поверхности-каждой пружины дополнительного упругого. элемента, обращенной к якорю, может врытьустановлено тело качения, например .ролик.Таким образом, осевое усилие, необходимое для быстрой. остановкии надежной фиксации ротора, создается суммарным действием основных идополнительных упругих элементов,,При расторможенном роторе усилиедополнительных упругих элементов прикладывается к якорю не в осевом,а лишь в радиальном направлении. Следовательно, суммарное осевое усилие,упругих элементов, действующее наякорь в различных режимах работы,различно: в режиме торможения и фиксации ротора значительно больше,чем в расторможенном состоянии ротора при притянутом к сердечнику якоре.Это позволяет снизить мощность, потребляемую электромагнитом.,при расторможенном роторе,.что приводит к повышению КПД электродвигателя,На фиг. 1 изображен электродвигатель, продольный разрез,ф на фиг. 2 то же, в режиме удержания при расторможенном роторе; на фиг. 3 якорь электромагнитного тормоза соскосами; на фиг. 4 - дополнительныйупругий элемент с телом качения нарабочей поверхности.3 1127046бнии в сторону вентилятора 6 действует лишь незначительное усилие пружины основного упругого элемента 14,которое, кроме того, частично компенсируется радиальными усилиями пружиндополнительного упругого элемента15, то для преодоления этого осевд. го усилия и надежного удержанияякоря 12 электромагнит должен развивать небольшое тяговое усилие. Следовательно, при расторможенномэлектродвигателе при притянутом якоре 12 электромагнитный тормоз 8потребляет небольшую мощность.После отключения электродвигателя от сети одновременно отключаетсяи обмотка 11, Так как она была подключена на пониженное напряжениеи потребляла незнечительную мощность,то электромагнитные силы, удерживающие якорь 12 у сердечника 10, кото. рые поддерживаются запасенной энерги.ей магнитного поля, быстро уменьааются и под действием усилия пружиныупругого элемента 14 якорь 12 начинает двигаться по направлению квентилятору 6. Нри этом концы пру жин дополнительного упругого эле"мента 15 переместятся на торцовуюповерхность 18 якоря 12 и торможение будет осуществляться суммарнымусилием пружин упругих элементов14 и 15, что обеспечивает быструюостановку и надежную фиксацию вала 4. 10 Статор 1 с обмотками 2 установлен в корпус 3 электродвигателя. На валу 4 ротора 5 жестко установлен вентилятор 6, имеющий на торце тормоз. ную поверхность 7. Электромагнитный тормоз 8, закрытый кожухом 9, состоит из сердечника 10 с обмоткой 11, закрепленного на корпусе 3, и дискового якоря 12, установленного с возможностью осевого перемещения по стержням 13. Обмотка 11 тормоза 8 подключена к сети через блок формировки возбуждения электромагнита.(не показан) . Якорь 12 прижат к тормозной поверхности 7 вентилятора 6 ос новным упругим элементом 14 и дополнительными упругими элементами 15, которые выполнены в виде плоских пластинчатых пружин, закрепленных равномерно по окружности корпуса 3, 20 На элементе крепления 16 основные упругие элементы 14 выполнены с предварительныммеханическим напряжейием, обеспечивающим небольшое осевое усилие на якорь 12, На якоре 25 12 взоне каждой пружины дополнительного упругого элемента 15 выполнены скосы 17 (фиг. 3), Концы каж-. дой пружины дополнительного упругого .элемента 15, прижатые к торцовой зр поверхности 18 якоря 12, снабжены телом качения 19, установленным с возможностью вращения. Электродвигатель работает следующим образом. 35При подаче напряжения на статор 1 одновременно подается питание на обмотку 11 электромагнитного тормоза 8, причем блок форсировки возбуждения обеспечивает подачу на обмотку 11 повышенного напряжения. Якорь 12 под действием электромагнитных сил . начинает двигаться к сердечнику 10, преодолевая противодействующее усилие упругих элементов 14 и 15, При этом 45 концы пружин упругого элемента 15 перемещаются по торцовой поверхности якоря 12 и при определенном осевом, положении якоря 12, которое зависит отдлины пружин,дополнительного упругого элемента 15, переходят, на внешнюю цилиндрическую поверхность якоря 12, После притягивания якоря 12 к сердечнику 10 блок форси ровки переключает .питание обмотки 11. с повышенного напряжения на пониженное номинальное, Поскольку при этом на якорь 12 в осевом направлеВыполнение на якоре 12 скосов 17 позволяет плавно изменять суммарное усилие пружин упругих элементов 14 и 15 по определенному закону в процессе движения якоря 12 в зависимости от угла наклона скосов 17 и их длины, что улучшает условия работы. Установка на рабочей, поверхности пружин дополнительного упругого элемента 15 ты качения 1.9 позволяет уменьшить коэффициент трения пружин элемента 15 о поверхность якоря 12 и поднять надежность за счет исключения возможности заедания ("закусывания") пружин элемента 15 при их перемещенияхо поверхности якоря 12,Таким образом, в предлагаемом электродвигателе после его растормаживания противодействующее усилие упругих элементов 14 и 15, действующее на якорь 12 в осевом направлении,актор К.В Заказ 8752/42В Тираж бббИИПИ Государственного комитета по делам изобретений й открытий 3035, Москва, Ж, Раушская на е д. 4 илиал ППП "Патент", г. ужгород,ктная, 4 7уменьшается, Это позволяет в этомрежиме работы уменьшить тяговоеусилие тормозного электромагнита 1127046, 8снизив потребляемую им мощность,что приводит к повышению КИД электродвигателя в целом,