Устройство для управления электромагнитной муфтой

Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 230580 (21) 2928729/24-07с присоединением заявки йо(23) ПриоритетОпубликовано 07.02.82, Бюллетень Йо 5Дата опубликования описания 07. 02. 82 Н 01 Р 7/18 Государственный комитет СССР ио делам изобретений и открытий(72) Автор изобретения Н.П.Мартинович ФСпециализированное проектно-конструкторское бюро Донецкого областного управления грузового автомобильного-транслорта"(71) Заявитель 154) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ МУФТОЙИзобретение относится к устройствам управления электромагнитневли муф" тами,.применяемьвлн, напрнмер,."гайковертах в качестве импульсных регулируемых .преобразователей крутящего момента.Известно устройство для управленияэлектромагнитной муФтой, содержащее источник постоянного тока, соединенный через пускатель, и регулируемый резистор, зашунтированный емкостью, с катушкой электромагнитной муфты.Известное устройство обеспечивает форсированное нарастание тока в катчаке муфты прн ее включении, что 15 способствует быстрому нарастанию величины передаваемого муфтой момента Г 11.Однако прн отключении муфты происходит медленное снижение передаваемого ею момента до минимальной остаточной величины, а также происходит резкое увеличение самого остаточного момента муфты по сравнению с его номинальной величиной, так как это устройство не обеспечивает снижение остаточного магнитного потока муфты и остатбчных снл сцепления лежду ее Фрикцноннымн .дисками. А это приводит к неэффективному разъединению муфтой 30 вращающихся валов, к снижению производительности механизлов, так как прн мгновенном разрыве цепи катушки муфта вре 1 ля снижения передаваемого ею ломента от номинальной величины до величины номинального остаточного момента составляет несколько секуид.Недостатками устройства также являются большие потери электроэнергии в регулируемом резисторе при широком диапазоне изменения тока в катушке муфты. Известно также устройство для управления электромагнитной муфтой сцепления, содержащее блок питания с трансформатором и тирнсторными пускателями, цепи управления с источником импульсного программного управле. ния на тирнсторных оптронах, причем блок питания устройства снабжен диодньтли лостами и выполнен на тиристорных оптронах, световые диоды которых соединены попарно последова тельно между собой и подключены к световыл диодам тиристорных оптронов цепей управления, а трансформатор блока питания выполнен с тремя вторичныли обмоткали, начала двух из оторых соединены с одним плечом аер 903996вого диодного моста, а концы - с силовыми диодами тиристорных оптронов,соединенных попарно и встречно-параллельно между собой и с другим плечомпервого диодного моста, при этомтретья вторичная обмотка трансформатора соединена со вторым диодныммостом, одно плечо которого соединено с первым диодным мостом, а другое - с силовыми диодами тиристорныхоптронов цепей управления 2).Недостатком известного устройстваявляется то, что при отключении муфты оно способствует увеличению остаточного момента муфты и времени снижения величины передаваемого ею момента от его номинального значения доминимальной остаточ.ной ,величины, таккак оно также не обеспечивает снижение остаточного магнитного потока муфты и остаточных сил сцепления междуее Фрикционными дисками, кроме того,отсутствие возможности плавного регулирования в широком диапазоне силытока в катушке электромагнитной муфты, что особенно необходимо при применении 1 луфты в качестве импульсныхрегулируемых преобразователей крутящего момента,Наиболее близким по техническойсущности к предлагаемому являетсяустройство для управления гайковертом, содержащее источник постоянноготока, регулятор тока, выполненный ввиде регулируемого сопротивления ивключенный последовательно с катушкой возбуждения электромагнитной муфты контактами первого реле включенияпобледней и источником постоянноготока, программный блок в виде двухреле времени, коммутационный блок иисточник переменного тока, соединенный с катушкой возбуждения электромагнитной муфты через второе релевключения последней и программныйблок 13).Недостатком известного устройства является снижение его эффективности из-за больших потерь электрической энергии в регулируемом сопротивлениями включенном последовательно с катушкой возбуждения муфты, а также боль-, шая величина и мощность устанавливаемого регулируемого сопротивления,1 ак, например, в выпускаемых гайковертах гаек колес грузовых автомобилей модели ГК, в которых в качестве импульсного регулируемогопреобразователя применяются электро"магнитные муфты типа ЭМили ЭТИ 142 с номийальным напряжением 24 В,за 1 ч суммарного времени включениямуфты потеои электроэнергии составляют при отвинчивании гаек 1600 Вт,а при, завинчивании - 400 Вт.Цель изобретения - снижение потерь электрической энергии,Поставленная цель достигается тем, что в устройство для управления электромагнитной муфтой, содержащее реле включения и реле отключения электромагнитной муфты, источник постоянного тока, источник переменного тока, программный блок, коммутационный блок, регулируемый резистор, в котором один выход программного блока соединен с входом реле включения электромагнитной муфты, а дру-,гой - с входом реле отключения злект-,ромагнитной муфты, источник ,постоянного тока соединен с клеммами дляподключения катушки управления электромагнитной муфты через регулируемый резистор, источник переменного тоха подключен к указанным клеммам через контакт реле отключения электромагнитной муфты, введен второй регулируемый резистор, источник постоянного тока выполнен в виде трех однополупериодных выпрямителей, входы которых через контакты реле включенияэлектромагнитной муфты соединены свыходами источника переменного тока,а выходы подключены к одной изклемм для подключения катушки управления электромагнитной муфты, причемвыход одного выпрямителя подключенчерез один из контактов коммутацион.ного блоха, а выходы другого и третьего выпрямителей - через последовательно соединенные второй регулируемый резистор и другой контакт коммутационного блока,, В качестве источника переменноготока используется трехфазная низковольтная питающая сеть с глухозаземленной нейтралью.На чертеже представлена электрическая схема предлагаемого устройства,Устройство управления электромагнитной муфтой содержит катушку управ.ления электромагнитной муфтой 1 источник 2 переменного тока, в качестве которого используется трехфазнаянизковольтная питающая электросетьнапряжением 380 В с глухозаземленной нейтралъю, реле 3 включения иреле 4 отключения электромагнитноймуфты 1, регулируемый резистор 5,.второй регулируемый резистор 6, коммутационный блок 7, программныйблок 8 и три однополупериодных выпрямителя 9 - 11.Каждый из входов выпрямителей 911 через контакты реле 3 включениясоединен с одной из фаз трехфазнойсети источника 2 переменного тока.Выход первого выпрямителя 9 через регулируемый резистор 5, параллельно которому подключен первыйконтакт 12 коммутационного блока 7,соединен с катушкой управления элект.ромагнитной муфты 1, которая такжечерез последовательно соединенныевторой контакт 13 блока 7 и другойрегулируемый резистор б соединена свыходами другого 10 и третьего 11выпрямителей,Замыкающий контакт второго реле 4включения муфты подключен к источнику 2 переменного тока и к выходу первого выпрямителя 9,Программный блок 8 соединен с реле 3 и 4 включения и отключенияэлектромагнитной муфты, параллельнокатушке управления которой подключены ограничительные диод 14 и резистор 15.Работа устройства управленияэлектромагнитной муфтой в зависимости от режима ее работы осуцестнляется следуюцим образом. 15Режим плавного включения электромагнитной. муфты необходим при относительно плавной передаче электромагнитной муфтой крутяцего момента с ееведуцего вала на ведомый,атакже при 3)использовании электромагнитной муфтыв качестне .импульсного преобразователя крутящегд момента в гайковертах исоздания ею регулируемого .импульсакрутяцего момента с диапазоном его 5регулирования в пределах от величиныостаточного .момента муфты до близкого к половине номинального значения.В таком режиме программным блоком8 включается реле 3 включения муфтыи при разомкнутьи контактах 12 и 13блока 7 катушка управления муфты 1подключается через первый однополупериодный выпрямитель (диод 9) и регулируемый резистор 5 к одной Фазеисточника 2 .переменного тока, Притаком подключении катушки муфты 1на однополунериодное однофазное напряжение существенно увеличиваютсяее индуктивное и полное сопротивления, Напримердаже при полностью ныведенном резисторе 5 и фазном напряжении источника 2, равном 220 В, общее сопротивление катушки электромагнитной муфты типа ЭТМ(илиЭМ) увеличивается в 4 раза посравнению с величиной ее сопротивления постоянному не пульсируюцему току, а величина тока в ней не превышает его номинальную величину.5 ОИз-за индуктивного характера сопротивления. катушки управления муфты 1 происходит относительно плавное нарастание тока в ней и сжатие фрикционных дисков, в результате чего осуществляется плавная (безударная) передача крутящего момента с ее вежуцего на ведомый вал, а в импульсном преобразователе муфта создает импульс момента, величина которого не превышает полонину номинального 60 значения при полностью выведенном резисторе 5.Регулирование момента в указанных ранее пределах осуществляется изменением величины сопротивления регули руемого резистора 5. При этом ток вкатушке муфты 1 уменьшается не пропорционально увеличению сопротивлениярезистора 5, а более интенсивно,таккак при уменьшении тока уменьшаетсяи насыцение стального сердечника(магнитопронода) муфты 1 и увеличивается индуктивное сопротивление еекатушки, что способствует уменьшению неличины сопротивления регулируемого резистора 5 и потерь мощностинем.Режим форсированного включенияэлектромагнитной муфты необходим дляуменьшения времени срабатывания муфты и надежного соединения ее веду"цей и ведомой частей за более ко-роткий промежуток времени, чем привключении катушки на однофазное однополупериодное напряжение.Для осуществления этого режима,включаются контакты 12 и 13 коммутационного блока 7, а программным блоком 8 включается реле 3 включенияэлектромагнитной муфты.При этом катушка муфты 1 черезоднополупериодные выпрямители 9 - 11подключается.к трехфазному источнику2 переменного тока, причем с выходомодного выпрямителя 9 катушка соединяется непосредственйо через контакт12, шунтирующий регулируемый резистор 5, а к выходам выпрямителей 10и 11 (на двухфазное однополупериодное нарделенное напряжение) она подключается через последовательно соединенные контакт 13 блока 7 и другойрегулируемый резистор б.При таком подключении амплитудапульсаций выпрямленного тока в катушке управления муфты 1 суцестненно,уменьшается по сравнению с амплитудои его пульсации при подключении еек однополупериодному выпрямителю,что приводит к увеличении насыцениямагнитопровода муфты 1 и к снижениюиндуктивного сопротивления ее катушки управления, Величина ке подиагничивания определяется силой тока,протекающего через другой регламируе.мый резистор б. И при незначительномувеличении тока в резисторе б ток вкатушке управления муфты 1 увеличивается более интенсивно, так как индуктивное сопротивление ее уменьшается и однофазный ток в цепи первого выпрямителя 9 увеличивается.Например, при подключении катушки электромагнитной муфты типа ЭТМ только через первый выпрямитель 9 при выведенном резисторе 5 на фазное напряжение 220 В ток в ней равен 3,2 А, а также при выведенном резис-: торе 5 при включении контактов 12 и 13 блока 7 и силе тока в другом резисторе б, равной 1,5 А, результируюций в катушке муфты равен 8 А. Причем такой режим включения муфты сопровождается отсутствием дополни 903996тельных потерь электроэнергии в цепифазы с включенным выпрямителем 9, а ф:в цепи двух других фаз с выпрямителями 10 и 11 эти потери составляютне более 315 Вт за 1 ч суммарноговремени включения муфты.Благодаря наличию цепи из другогорегулируемого резистора 6 и двух однополупериодных выпрямителей (диоды10 и 11) при подключении их контактом 13 к катушке управления муфты 1,уменьшается ее электромагнитная постоянная времени, что способствуетувеличению скорости и силы сжатияфрикционных дисков муфты 1 и увеличению передаваемого или создаваемогоею крутящего момента.Длительность подачи на катушкумуфты форсированного напряжения определяется временем включения контакта 13 блока 7, а величина форсированного напряжения определяется величиной сопротивления второго регулируемого резистора 6.Режим снижения остаточного момента муфты осуществляется тем, чтопрограммным блоком 8 подается сигнална кратновременное включение реле 4отключения электромагнитной муфты.При этом на катушку, управления муфты 1 подается переменное напряжениеот одной из фаз источника 2.перемен-,ного тока,Под действием переменного тока в:катушке управления муфты 1 ее Фрикционные диски и якорь вибрируют с .частотой питающего переменного токаи возвращаются в исходное, отключенное состояние благодаря размагничиванию остаточного магнитноГо потокамуфты 1 и уменьшению сил сцеплениямежду ее Фрикционными дисками.Причем, после плавного включенияэлектромагнитной муфты сила переменного раэмагничивающего тока ограничивается регулируемым резистором 5пропорционально току ее намагни.чивания, а после форсированного вклю;чения муфты ее катушка управленияподключается через контакт 12 и контакт реле 4 непосредственно к однойиэ фаз источника 2 переменного токадля осуществления большей вибрациидисков после их большей силы сжатия,чем при плавном включении муфты,Устройство управления электромагнитной муфтой позволяет свести к ми,нимуму потери электроэнергии при ре-.гулировании в широком диапазоне тока в катушке управления муфты и снизить величину, мощность и стоимостьустанавливаемых регулируемых сопр 6- тивлений.Экономия электроэнергии за гаранти-рованное число включений (до 4 10)одной муфты в гайковерте составляетоколо 440 кВт ч.Формула изобретенияУстройство для управления электромагнитной муфтой, содержащее релевключения и реле отключения электромагнитной муфты, источник постоянного тока, источник переменного токапрограмйный блок, коммутационныйблок, регулируемый резистор, причем 1 один выход программного блока соединен с входом реле включения электромагнитной муфты, а другой - с входомреле отключения электромагнитной муфты, источник постоянного тока соединен с,клеммами для подключения катушки управления электромагнитной муфты через регулируемый резистор, источник переменного тока подключен куказанным клеммам через контакт ре ле отключения электромагнитной муфты,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что,сцелью снижения потерь электроэнергии,в него введен второй регулируемый резистор, источник постоянного тока выполнен в виде трех однополупериодныхвыпрямителей, входы которых черезконтакты реле включения электромагнитной муфты соединены с выходамиисточника переменного тока, а выходыподключены к одной из клемм для подключения катушки управления электромагнитной муфты, причем выход одноговыпрямителя подключен через один изконтактов коммутационного блока, авыходы другого и третьего выпрямите лей - через последовательно соединенные второй регулируемый резистор идругой контакт коммутационного блока,2. Устройство по и. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что в качестве 45 источника переменного тока использована трехфазная низковольтная питающая сеть с глухозаземленной нейтралью.Источники информации,принятые вб внимание при экспертизе 1. Патент США 9 2395772,Кл. 192-84, 1945. 2. Авторское свидетельство СССР Р 613150, кл. Г 16 Р 27/16, 1976. 3, Заявка 9 2823216/2528,кл. В 25 В 21/00903996 Составитель А.КаретниковРедактор С.Крупенина Техред И,Гайду Корректор С.Ше Заказ 136/3 н 5 Филиал ППП фПатентф, г, Уагород, ул. Проектн Тирам 757 ВНИИПИ Государственн по делам,изобрете 035, Москва, В, РПодго комитета СССий и открытийушская наб., д.