Асинхронная муфта

Асинхронная муфта

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

фВ

: i" .

ОПИСАНй1Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1>1) 442555

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 20.02.67 (21) 1134548 24-7 (51) М. Кл. H 021< 49 02 с присосдш1снисм заявки Хо 1822284 24-7

Совета Министров СССР ао делам изобретений и открытий

Опуолпковано 05.09.74. Бюллетень М 33

Дата опубликования описания 23.07.75 (53) УДК 621.313.39 (088.8) (72) Автор изобретения

Т. А. Щетинин (71) Заявитель (54) АСИНХРОННАЯ ЫУФТА

Государственный комитет (32) П иор 1

Изобретение относится к электрическим машинам и может быть использовано в электрических или дизельных приводах механизмов для широкого диапазона регулирования скорости.

Известны асинхронные муфты, содержащие два соосно расположенных индуктора с полюсами чередующейся полярности и общий для индукторов удлиненный 1пихтованныц якорь с короткозамкнутой обмоткой, ведущий и ведомые валы.

В известных конструкциях асинхронных муфт имеют место большие потери скольжения при глубоком регулировании скорости, т. с. низкий к.п.д. Эти потери пропорциональны скольжению и выделяются в якоре.

Цель изобретения — обеспечить глубокое регулирование скорости при высоких значениях к.п.д. за счет введения в короткозамкнутую обмотку якоря добавочны.; э.д.с., совпадающих по частоте и находящихся в одной фазе или противофазе с основными э.д.с.

Для этого обращенные друг к другу торцы индукторов снабжены зубцами, входящими в зацепление с установленными в средней части якоря шестернями. Эта механическая передача обеспечивает вращение индукторов относительно якоря в противоположные стороны со скоростями, обратно пропорциональными числам пар полюсов индукторов.

Такая механическая передача всегда обеспечивает равенство частот э.д.с., наводимых в короткозамкнутой обмотке первым и втоP»lil IIIIPyI T0PailII.

5 Для оосспечсния совпадения по фазе э.д.с. или их сдвига на 180 эл. градусов (переход из одного состояния в другое обсспечивастся прост11м изменением полярности на обмотке одного индукTop0) мсханн 1сская переда га

10 оосс:Ic÷èllàcò одновременное совпадение осей одного из полюсов каждого пндуктора с осью

Одного из cTppdiIIcII короткозамкн1 той ОомОТки якоря. При отсутствии данного условия сдвиг по фазе э.д.с. от каждого индуктора от15 лпчастся от 0 или 180 . Это не лишаст муфту работоспособности, но снпжаст эффективность, т. к. при этом уменьшается сс к.п.д.

На чсртсжс показана описываемая муфта в бссконтактном псполнсшш, разрез.

20 Асинхронная муфта содержит вал 1, индукторы 2 и 3, возбуждаемые нсподвпжнымп обмотками 4 и 5 якоря, состоящего пз пакетов

6 II 7 с 1 .Оротl Оз ам 1 .н i той О омоткой 8 II llcIITральной массивной частью 9 и закрепленного

25 своей ступицей на валу 1. К центральной части 9 якОря KpcIIH Tell ocll 10 1101111 1сских стерсн 11, входя1цих в зацепление с зубцами индукторов 2 и 3. С индуктором 3 соединен второй вал 12 муфты. Вся конструкция вра30 щается в подшипниках 13 и !4 корпуса 15, г

442555

65 котором смонтированы магнитопроводы 16, 17.

При вращении вала 12 от двигателя и подаче напряжения в обмотку 5 в короткозамкнутой обмотке 8 якоря наводятся э.д.с. и токи, и вал 1 якоря в качестве ведомого вращает механизм, как в обычной асинхронной муфте. При этом скорость вращения якоря меньше скорости вращения индуктора 3 на величину, пропорциональную скольжению.

Невозбужденный индуктор 2 при этом отстает от якоря с такой же скоростью, а скольжение его относительно индуктора 3 равно удвоенному.

При возбуждении индуктора 2 обмоткой 4 и противофазе с индуктором 3 уменьшенным потоком возбуждения в короткозамкнутой обмотке 8 наводятся добавочные э.д.с. той же частоты, но противоположного направления и с меньшей амплитудой. Результирующие э.д.с. и токи в обмотке 8 уменьшаются, снижаются потери. Поскольку токи в обмотке 8 направлены противоположно добавочным э.д.с. от индуктора 2, то направление электромагнитного момента от их взаимодействия также меняется на обратное. Этот момент действует на ускорение якоря в направлении его вращения и на отставание индуктора 2. Момент, действующий на индуктор 2, передаваясь через дифференциал, действует на индуктор 3 в направлении его вращения, то есть суммируется с моментом приводного двигателя. Таким образом. имеет место частичный возврат механической энергии на ведущий вал. Поскольку индуктор 2 действует в прямом направлении и на ведомый вал 1 (электромагнитное взаимодействие) и на ведущий вал 12 (механическое взаимодействие), то вращающий момент на ведомом валу будет больше, чем момент двигателя, то есть имеет место повышение момента при снижении скорости вращения. Известные муфты снижают скорость при равенстве моментов. Так как токи якоря от результирующих э.д.с. меньше, чем в известных муфтах, то и потери снижаются, не имея прямой связи с глубиной регулирования. Скорость вращения якоря регулируется изменением тока возбуждения обмотки 4 индуктора 2. При скольжении якоря, равном 0,5, индуктор 2 стоит на месте, при дальнейшем повышении скольжения начинает вращаться в противоположную сторону. При этом направления моментов не изменяются.

Если ведомый вал соединить не с якорем, а со ступицей индуктора 2, то получится редукционно-реверсивная электромеханическая передача, способная менять направление и скорость вращения ведомого вала при постоянном направлении и скорости ведущего вала.

При использовании вала 1 якоря в качестве ведущего, а вала 12 — в качестве ведомого можно получить на выходе муфты более высокие обороты, чем на входе, при меньшем

40 моменте. В этом случае индуктор 2 создает основную э,д.с. в якоре и отстает от него по скорости вращения, а индуктор 3 обеспечивает дополнительную э.д.с. и опережает якорь, причем электромагнитный момент на индукторе 3 действует также в сторону его опережения, В этом случае Lûxîäíîé момент меньше момента двигателя. Изменив соотношение токов в обмотках на ооратное (поток индуктора

3 больше, чем индуктора 2), получают снижение оборотов ведомого вала 12 в сравнении с ведущим валом 1, сопровождающееся повышением момента.

Муфту можно выполнить с внешним Т-образным якорем и внутренними индукторами и применить планетарную механическую передачу из прямозубых шестерен, а также со скользящим токоподводом, внутренним якорем и внешним индуктором, имеющими равное число полюсов.

Для смазки зубчатых передач и подшипников их можно поместить в масляную ванну при герметизации обмоток, а в контактных вариантах и токосъемников.

Предлагаемая муфта является по существу асинхронным вариатором, осуществляющим одновременно с изменением скорости вращения редуцирование вращающего момента при сохранении приблизительно постоянной передаваемой мощности. Конструктивно такой вариатор проще и надежнее фрикционных и гидравлических.

Предлагаемую конструкцию можно рассматривать также, как асинхронную каскадную муфту, состоящую из двух частей, одна из которых работает в режиме индукционной муфты и отдает энергию скольжения второй части, работающей в режиме двигателя, преобразующей эту энергию в механическую, возвращаемую на вал первичного двигателя.

Предмет изобретения

1. Лсинхронная муфта, содержащая два соосно расположенных индуктора с обмотками возбуждения и полюсами чередующейся полярности, общий для индукторов якорь с короткозамкнутой обмоткой, ведущий и ведомый валы, отличающаяся тем, что, с целью снижения потерь и повышения к.п.д. при регулировании скорости, обращенные друг к другу торцы индукторов снабжены зубцами, входящими в зацепление с установленными в средней части якоря шестернями.

2. Муфта по п. 1, отличающаяся тем, что, с целью обеспечения возможности регулирования скорости ведомого вала как вниз, так и вверх от скорости вращения ведущего вала, последний соединен с якорем, а ведомьш вал — с одним из индукторов.

3. Муфта по п. 1, отличающаяся тем, что, с целью обеспечения возможности реверсирования и регулирования скорости ведомого вала при неизменном направлении вращения

442555

5 f5 11 10 7 О

Состава Гели А. Трепутнева

Т:., c,; В. Р оа

1 е:ак гор В. Дибсбес

1,о1Ч с;:, ер С. Т ори,4l наказ 20 к." 1 ;1зд. Ле б,? 1ь гпггс 1ле

ЦПИИПИ Государственного комитета Совета Министров CCCI> по делам изобретении и открытии

Москва, Ж-35, Ра1и;скак наб, д 1 5

Типографии, пр. Сапунова, 2 и постоянстве скорости ведущего вала, кажды11 вал осд,нсп с одним из индукторов.

Приоритет по пп. 2 и 3 исчислять с 23 августа 1973 г.