RU2217856C2 - Orbital geared motor - Google Patents

Abstract

FIELD: electrical engineering; dual-speed drives for material handling machinery, rotary washing machines, concrete trucks, and the like. SUBSTANCE: orbital geared (mainly face-type) motor has internal and external wound stators, block of two carrier-mounted orbital squirrel-cage rotors, braking device incorporating brake coil interacting with spring-loaded brake core and provided with strap and disk mounted in bearing, as well as flange and frame. Novelty is that rotor block is provided with magnetic core carrying additional winding and disposed in rotor-to-rotor space; additional winding leads are connected to slip-ring assembly that has flange-mounted current-collecting device with brushes and carrier-mounted slip rings; rotors are mechanically coupled through closed flexible member. EFFECT: simplified design and enhanced reliability of geared motor. 1 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к орбитальным электромеханическим системам (ОС), т. е. многофункциональным, многороторным, многокоординатным электромеханическим преобразователям, имеющим общую магнитную систему и ряд роторов, оси которых разнесены по образующим замкнутой цилиндрической поверхности (орбите), при этом роторы имеют возможность совершать как минимум два движения: вращение вокруг собственной оси и орбитальное перемещение по круговой траектории относительно общего центра. The invention relates to orbital electromechanical systems (OS), i.e. multifunctional, multi-rotor, multi-axis electromechanical converters having a common magnetic system and a number of rotors, the axes of which are spaced along the generators of a closed cylindrical surface (orbit), while the rotors are able to make at least two movements: rotation around its own axis and orbital movement along a circular path relative to the common center.

Известен мотор-редуктор [1] , имеющий орбитальную электромеханическую систему с цилиндрическими якорями, в котором два вида движения якоря обеспечиваются двумя различными системами - фиксирующей и тормозной. Недостатком данного мотора-редуктора является наличие усложненной механической части и отдельных приводов каждого тормоза. Known gear motor [1], having an orbital electromechanical system with cylindrical anchors, in which two types of movement of the armature are provided by two different systems - locking and braking. The disadvantage of this gear motor is the presence of a complicated mechanical part and individual drives of each brake.

Наиболее близким к заявляемому по совокупности существенных признаков является орбитальный мотор-редуктор [2], имеющий совместное групповое управление тормозом и фиксатором с помощью одного активного элемента. Недостатком данной системы является остающаяся необходимость в применении специального механического фиксатора, что приводит к усложнению механической части мотор-редуктора. Closest to the claimed combination of essential features is the orbital gear motor [2], which has a joint group control of the brake and the latch using one active element. The disadvantage of this system is the remaining need for the use of a special mechanical lock, which leads to the complication of the mechanical part of the gear motor.

Изобретение направлено на упрощение конструкции и повышение надежности мотор-редуктора. The invention is aimed at simplifying the design and improving the reliability of the gear motor.

Это достигается тем, что орбитальный мотор-редуктор, преимущественно торцевого типа, содержащий внутренний и внешний статоры с обмотками, блок из двух орбитальных роторов, установленных в водиле и имеющих короткозамкнутые обмотки, тормозное устройство, включающее в себя обмотку тормоза, взаимодействующую с подпружинным тормозным сердечником с тормозной накладкой и диском, установленным в подшипнике, фланцы и корпус, причем согласно изобретению блок роторов снабжен магнитопроводом с дополнительной обмоткой, размещенным в междуроторном пространстве, выводные концы дополнительной обмотки подсоединены к контактно-кольцевому узлу, состоящему из токосъемного устройства со щетками, установленного на фланце, и контактных колец, установленных на водиле, при этом роторы соединены механической связью в виде замкнутого гибкого элемента. This is achieved by the fact that the orbital motor gearbox, mainly of the end type, containing internal and external stators with windings, a block of two orbital rotors installed in the carrier and having short-circuited windings, a brake device that includes a brake winding interacting with a spring-loaded brake core with a brake lining and a disk mounted in the bearing, flanges and a housing, moreover, according to the invention, the rotor block is equipped with a magnetic circuit with an additional winding placed in the inter-rotor m of space, the output ends of the additional winding are connected to a contact ring assembly consisting of a current collector with brushes mounted on the flange and contact rings mounted on the carrier, while the rotors are mechanically connected in the form of a closed flexible element.

Сущность изобретения иллюстрируется чертежами, где на фиг.1 изображен вид в плоскости торцевых якорей орбитального мотор-редуктора, на фиг.2 показан разрез по дополнительному магнитопроводу, на фиг.3 показан разрез по диску-сателлиту. The invention is illustrated by drawings, in which Fig. 1 shows a plane view of the end anchors of an orbital gear motor, Fig. 2 shows a section through an additional magnetic circuit, and Fig. 3 shows a section along a satellite disk.

Орбитальный мотор-редуктор имеет корпус 1, дисковые торцевые якори (роторы) - сателлиты 2, дополнительный магнитопровод 3, умеющий дополнительную обмотку 4. Мотор-редуктор снабжен выходным валом 5, установленным в подшипниках 6, подшипники закреплены во фланце 7, на котором также установлено токосъемное устройство 8 со щетками, которые контактируют с контактными кольцами 9, которые, в свою очередь, установлены на водило 10, составляющем одно целое с валом 5. На водиле в подшипниках 11 установлены роторы-сателлиты. Имеется тормоз, включающий в себя тормозной элемент-сердечник 12 с тормозной накладкой 13, взаимодействующий с катушкой 14 и подпружиненный пружиной 15. Накладка 13 взаимодействует с диском 16, который установлен в подшипнике 17, внутренняя часть диска представляет собой венцовое зубчатое колесо внутреннего зацепления, которое взаимодействует с зубцами 18 ротора-сателлита, снабженного канавкой, в которой располагается гибкая связь 19. Ротор имеет магнитопровод с короткозамкнутой обмоткой 20, которая находится в активной зоне внешнего статора 21 и внутреннего статора 22. С валом каждого ротора соединены тахогенераторы 23, корпус которых установлен на водиле 10, а выводы присоединены к своим контактным кольцам. Всего имеется две пары контактных колец: два кольца для выводов катушки 4, и два кольца для выводов тахогенератора (предполагается, что тахогенераторы имеют возбуждение от постоянных магнитов). The orbital gear motor has a housing 1, disk end anchors (rotors) - satellites 2, an additional magnetic circuit 3, capable of additional winding 4. The gear motor is equipped with an output shaft 5 installed in bearings 6, the bearings are mounted in a flange 7, which also has collector 8 with brushes that contact with the contact rings 9, which, in turn, are mounted on the carrier 10, which is integral with the shaft 5. On the carrier in the bearings 11 are installed satellite rotors. There is a brake, which includes a brake core element 12 with a brake lining 13, interacting with a coil 14 and spring-loaded with a spring 15. The lining 13 interacts with the disk 16, which is installed in the bearing 17, the inner part of the disk is an internal gear ring gear, which interacts with the teeth 18 of the satellite rotor, equipped with a groove in which the flexible connection 19 is located. The rotor has a magnetic circuit with a short-circuited winding 20, which is located in the active zone of the external stator 21 and the internal stator 22. Tacho generators 23 are connected to the shaft of each rotor, the body of which is mounted on carrier 10, and the leads are connected to their slip rings. There are two pairs of slip rings: two rings for the terminals of the coil 4, and two rings for the terminals of the tachogenerator (it is assumed that the tachogenerators are excited by permanent magnets).

Устройство работает следующим образом. Статоры 21 и 22 образуют каждый две активные зоны: зона взаимодействия с роторами 2 и зона взаимодействия с дополнительным магнитопроводом 3 - см. фиг.1. Контактные выводы с коммутационного узла 8 подсоединены так же, как и статоры, к блоку управления. Рассмотрим режим пониженной скорости. В этом случае контакты, ведущие к выводам обмотки 4, разомкнуты, катушка 14 включена и притягивает сердечник 12 таким образом, что накладка 13 тормозит диск 16. Пружина 15 сжата. Таким образом, венцовая шестерня фиксируется относительно корпуса. Направления движений полей в статорах 21 и 22 - противоположные - см. левый ротор на фиг.1. Роторы, вращаясь, взаимодействуют зубцами 18 с зубцами венцовой шестерни, совершая эпициклическое движение, в результате которого водила 10 и вал 5 совершают угловое движение с пониженной скоростью. The device operates as follows. The stators 21 and 22 each form two active zones: a zone of interaction with rotors 2 and a zone of interaction with an additional magnetic circuit 3 - see Fig. 1. The contact leads from the switching unit 8 are connected in the same way as the stators to the control unit. Consider a reduced speed mode. In this case, the contacts leading to the terminals of the winding 4 are open, the coil 14 is turned on and attracts the core 12 so that the pad 13 brakes the disk 16. The spring 15 is compressed. Thus, the ring gear is fixed relative to the housing. The directions of motion of the fields in the stators 21 and 22 are opposite - see the left rotor in figure 1. The rotors, rotating, interact with the teeth 18 with the teeth of the ring gear, making an epicyclic motion, as a result of which drove 10 and the shaft 5 make an angular movement at a reduced speed.

Режим повышенной скорости. В этом случае выводы обмотки 4 замыкаются тумблером, входящим в состав блока управления, таким образом, магнитопровод 3 является магнитным телом с короткозамкнутой обмоткой. Обмотка 14 тормоза отключается, под действием пружины 15 сердечник 12 с тормозной накладкой 13 отходит влево - см. фиг.3, освобождая диск с венцовой шестерней, которая тем самым является свободно вращающейся в подшипнике 17. Совокупность тормозного диска 16 и роторов 2 вместе с магнитопроводом 3 является составным ротором, который вращается под действием согласно направленных полей статоров 21 и 22 - см. правый ротор на фиг.1. Возможное рассогласование, вызванное, например, различными электромагнитными моментами от статоров 21 и 22, устраняется посредством присутствия гибкой связи 19. В ответственных случаях, когда необходимо предотвращение любого проворачивания роторов, возможно задействование тахогенератора 23, который, будучи подключен через токосъемное устройство 8 к блоку управления, выдает сигнал на прерывание коммутации статора 21 или 22, в зависимости от направления вращения ротора 2. High speed mode. In this case, the conclusions of the winding 4 are closed by a toggle switch, which is part of the control unit, thus, the magnetic circuit 3 is a magnetic body with a short-circuited winding. The brake winding 14 is turned off, under the action of the spring 15, the core 12 with the brake lining 13 moves to the left - see Fig. 3, releasing the disk with the ring gear, which thereby freely rotates in the bearing 17. The combination of the brake disk 16 and rotors 2 together with the magnetic circuit 3 is a composite rotor that rotates under the action according to the directed fields of the stators 21 and 22 - see the right rotor in figure 1. A possible mismatch caused, for example, by various electromagnetic moments from the stators 21 and 22, is eliminated by the presence of flexible coupling 19. In critical cases, when it is necessary to prevent any rotation of the rotors, it is possible to use a tachogenerator 23, which, when connected through a current collector 8 to the control unit , gives a signal to interrupt the switching of the stator 21 or 22, depending on the direction of rotation of the rotor 2.

Введение дополнительного магнитопровода 3 с катушкой 4, задействованной в режиме повышенной скорости, приближает размер активной зоны торцевой орбитальной электромеханической системы к размеру активной зоны односкоростного торцевого электродвигателя со сплошным ротором, поскольку размеры воздушного зазора между роторами 2 и магнитопроводом 3 относительно малы. При этом в режиме пониженной скорости влияние обмотки 4 отсутствует, поскольку она разомкнута. The introduction of an additional magnetic circuit 3 with a coil 4 engaged in high speed mode brings the size of the active zone of the end orbital electromechanical system closer to the size of the active zone of a single-speed end-face electric motor with a continuous rotor, since the air gap between the rotors 2 and the magnetic circuit 3 is relatively small. Moreover, in the reduced speed mode, the influence of the winding 4 is absent, since it is open.

Источники информации
1. Патент РФ 2074490 /А.М. Литвиненко - Мотор-редуктор/ опубл. Б.И. 6, 1997, H 02 К 41/06, з-ка 94000564/07 от 06.01.94.Sources of information
1. RF patent 2074490 / A.M. Litvinenko - Motor reducer / publ. B.I. 6, 1997, H 02 K 41/06, part 94000564/07 dated 01/06/94.

2. Патент РФ 2071631 /А.М. Литвиненко - Орбитальный мотор-редуктор/ опубл. Б.И. 1, 1997, Н 02 К 41/06, з-ка 94000636/07 от 06.01.94. 2. RF patent 2071631 / A.M. Litvinenko - Orbital gear motor / publ. B.I. 1, 1997, H 02 K 41/06, part 94000636/07 of 01/06/94.

Claims (1)

Орбитальный мотор-редуктор, преимущественно торцевого типа, содержащий внутренний и внешний статоры с обмотками, блок из двух орбитальных роторов, установленных в водиле и имеющих короткозамкнутые обмотки, тормозное устройство, включающие в себя обмотку тормоза, взаимодействующую с подпружиненным тормозным сердечником с тормозной накладкой и диском, установленным в подшипнике, фланец и корпус, отличающийся тем, что блок роторов снабжен магнитопроводом с дополнительной обмоткой, размещенным в междуроторном пространстве, выводные концы дополнительной обмотки подсоединены к контактно-кольцевому узлу, состоящему из токосъемного устройства со щетками, установленного на фланце, и контактных колец, установленных на водиле, при этом роторы соединены механической связью в виде замкнутого гибкого элемента.An orbital gear motor, mainly of the end type, containing internal and external stators with windings, a block of two orbital rotors installed in the carrier and having short-circuited windings, a brake device including a brake winding interacting with a spring-loaded brake core with a brake lining and a disk installed in the bearing, a flange and a housing, characterized in that the rotor unit is equipped with a magnetic circuit with an additional winding located in the inter-rotor space, the output ends The additional windings are connected to a contact ring assembly consisting of a current collector with brushes mounted on the flange and contact rings mounted on the carrier, while the rotors are mechanically connected in the form of a closed flexible element.

Images