Ротор
Иллюстрации
Реферат
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
Союз Советскик
Социалистических
Республик
И АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (63) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 171279 {2т) 2853276/24-07 f$)) М. Кд.з е присоединением заявки 89(23) ПриоритетН 02 К 1/22
Государственный комитет
СССР но делам изобретений и открытий
Н 02 К 49/04
)33) УДК 621. 825 (088 ° 8) Опубликовано 15,09.81. бюллетень NO 34
Дата опубликования описания 1509.81 (22) Авторы изобретения
В.С. Сыромятников, И.Х. Хайруллин, Ю. В. Афаиась
A.A.3àõàpoâ, С.И.Герцов и О.R.Хоменко
° -., И,.;т.:.
"4!, "" : ° > уфимский авиационный институт им. Орджоникидзе (21) Заявитель (54) РОТОР
Изобретение относится к электромашиностроению, преимущественно к электромагнитным тормозам, и может использоваться для торможения вращющихся тел.
Известны конструкции малоинерционных электромагнитных тормозов с полым цилиндрическим ротором, обеспечивающие демпфирование соударяющихся тел в системах автоматики (авиации, транспорта и т.п.), при котором осуществляется быстрый разгон .1зотора тормоза за время т.=10 «10 с до скорости порядка 2,5 10 с . 1Ц, (2) и (3).
Однако при этом на ротор действует динамический момент, приводящий к деформации ротора и его заклиниванию .в расточке статора и выходу тормоза из строя. Кроме малой надежности малоннерционных электромагнитных тормозов с полым цилиндрическим ротором эти тормоза за счет двойного воздушного зазора (создаваемого зазорами между внешним статором и нар„". ной поверхностью полого ротора, между внутренней поверхностью полого ротора и внутренним статором) имеют плохие энергетические показатели,такие как ток намагничивания и электромагнитный момент по сравнению с электрическими машинами, ротор которых выполнен массивным, например,асинхронные двигатели, имеющие один воздушный зазор (между ротором и статором) на пути рабочих магнитных потоков. Однако применять эти электрические машины в качестве тормозов нельзя из-за больших величин сил, деформирующих вал ротора при практически мгновенном разгоне ротора тормоза.
Наиболее блвзким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является ротор,содержащий полый электропроводный ци линдр, жестко закрепленный на валу, и цилйндрический магнитопровод,расположенный внутри электропроводного цилиндра с воэможностью вращения от2+ иосительно него и вала f4).
Однако в этой конструкции ротора аксиальный цилиндр является по существу внутренним магиитопроводом, так как служит только для проведения маг25 нитного тока поскольку дополнительный электромагнитный момент, создаваемый внутренним магнитом, на вал ротора передается посредством подшипников качения,имеющих коэффициент
-ЗО трения близким!к нулю. Кроме того,меж8644 33 ду полым цилиндром и внутренним магии гопроводом в подобных конструкциях необходим воздушный зазор,величина которого должна исключать их соприкосновение, что приводит к уменьшению энергетических показателей маМины, а проблема уменьшения динамического момента этой конструкцией ротора так и не решена. Следовательно применять этот ротор в качестве тормоза нецелесообразно ввиду малой его )() надежности.
Цель изобретения — повышение. энергетических,показателей и надежности устройства.
Поставленная цель достигается тем, 5 что магнитопровод выполнен в виде системы аксиальных цилиндров,установленных с возможностью проворота друг относительно друга и снабженных фрикционными элементами на внутренней и и внешней поверхностях каждого аксиального цилиндра.
На фиг. 1 изображен ротор электрической машины,разрез; на фиг. 2 зависимость развиваемого электромагнитного момента от изменения скорости.
Ротор электрической машины содержит основной цилиндр 1, изготовленный из электропроводящего материала и жестко закрепленный на валу ?,внутренний магнитопровод З,выполненный в виде системы аксиальных цилиндров из магнитопроводящего материала,каждый цилиндр которой базируется своей внешней стороной на внутренней наружного и создает фрикционную пару 35 скольжения,. так, например, первый по счету цилиндр от основного цилиндра
1 базируется на его внутренней поверхности.
При входе в работу электромагнит- 40 ного тормоза с предлагаемым рбтором цилиндр 1 ротора, жестко закрепленный на валу 2, начинает вращение, причем его деформация исключается за счет жесткости последующих цилиндров 45 внутреннего магнитопровода 3, которые с некоторым опережением каждого внутреннего, считая от цилиндра 1 за счет фрикционной пары скольжения, последовательно начинают вращение. Под дей- 5О ствием электромагнитного тормозного момента при дстановке цилиндра 1 останавливаются и цилиндры внутреннего магнитопровода 3 в той же последовательности.
В предложенном роторе электрической машины воздушный зазор между основным цилиндром и внутренним магнитопроводом в 2-3 раза меньше по сравнению с известным,так как внутренний магнитопровод базируется не на валу, 6О а на поверхностях, образующих этот зазор, которые в свою очередь образуют фрикционную пару скольжения, то можно говорить об ,уменьшении величины намагничивак- 65 щег тока в электромагнитном тормозе с предлагаемым ротором, т.е. об уменьшении потребляемой мощности на возбуждение и повышение энергетических по к аз ат елей .
При неизменном токе возбуждения, уменьшение воздушного зазора ведет к увеличению электромагнитног момента торможения. Кооме того, дополнительный электромагнитный момент, создаваемый внутренним магнитопроводом
З,передается на основной цилиндр посредством фрикционной пары скольжения. Этот электромагнитный момент состоит из моментов, развиваемых каждым ферромагнитным цилиндром внутреннего магнитопровода 3. Электрическая проводимость каждого из цилиндров влияет на смещение максимума момента, например, при уменьшении проводимости максимум сместится в сторону больших скоростей и наоборот.Подбирая материалы цилиндров по проводимости можно получить соответствующую характеристику. Величина амплитуды начальной индукции для каждого следующего слоя убывает и может быть несложно подсчитана.
Зависимость момента M=f(n) для каждого цилиндра представлена кривыми на фиг. 2. Иэ этих зависимостей можно определить момент каждого 1-цилиндра при различных скоростях вращения.
Если считать момент от силы трения скольжения М между всеми цилиндрами предлагаемого ротора постоянным и независимям от скорости вращения, то его можно представить в виде прямой 1 на фиг. 2. Момент на валу тормоза определяется суммой моментов, развиваемых всеми цилиндрами, причем моменты, развиваемые цилиндрами внутренненго магнитопровода при передаче момента посредством фрикционных пар, не могут превысить момент
М и при скорости, например, п суммарный момент, развиваемый тормозом, равен где 1 - номер цилиндра системы аксиальных цилиндров.
Динамический момент определяется в общем виде выражением
dugs
M9,; = ; dt
Для случая, когда М ) МС (см.фиг.2) можно записать
МФЕ 1Мтс т.е. за счет.1-го количества цилиндров удается ограничить динамический момент, уменьшить ударную нагрузку на вал и ротор и таким образом повысить надежность всего устройства.
864433
Формула изобретения
Составитель В.Никаноров
Техред 3.Фанта .
Корректор H.Øâûäêàÿ
Редактор Н,Миико
Заказ 7817/79 Тираж 733 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открйтий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП Патент, г.ужгород, ул.Проектная, 4
Ротор, например, электромагнитного тормоза, содержаший полый электропроводной цилиндр, жестко закрепленный на " у и цилиндрический магнито- 5 провод, расположенный внутри электропроводного цилиндра с воэможностью вращения относительно него и вала, о т л и чающий с я тем, что, с
4елью повышения энергетических пока- 1О зателей и надежности тормоза,магни, топровод выполнен в виде системы аксиальных цилиндров, установленных с возможностью поворота друг относительно друга и снабженных фрикционными элементами на внутренней и внеш- >S ней поверхностях каждого аксиального цилиндра.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
3.Авторское свидетельство СССР
Р 487487, кл. H 02 P 3/04, 1975.
2.Авторское свидетельство СССР р 322830 кл. Н 02 К 19/26, 1972.
3. Электротехника, 1970, 9 9, с. 44, рис.1.
4.Грюнер A.И. Асинхронный двигатель с йолым ротором и плавающим ярмом. Сб. Автоматизация электроприводов и оптимизации режимов электропотребления". Красноярск, 1967, с.98-103.