SU1585882A1 - Synchronous-asynchronous brake - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электротехнике. Цель изобретени  - повышение тормозного момента. Синхронно-асинхронный тормоз содержит индуктор 1 в виде магнитопровода с зубцами и пазами и обмоткой, размещенной в пазах, отделенный от статора воздушным зазором ротор 2, на поверхности магнитопровода которого, обращенной к статору, выполнены зубцы и пазы, и источник посто нного тока 3, к которому подключена обмотка статора. Длина зубцового делени  ротора и ширина его зубцов выполнены равными длине зубцового делени  и ширине зубцов индуктора 1, а обмотка индуктора выполнена в виде кольцевых секций 8 с одинаковым направлением намотки, соединенных между собой последовательно и согласно. В  рме индуктора 1 выполнена прорезь 6. Последовательно-согласное включение секций 8 обеспечивает увеличение индукции вдоль зазора. 3 ил.The invention relates to electrical engineering. The purpose of the invention is to increase the braking torque. Synchronous asynchronous brake contains an inductor 1 in the form of a magnetic circuit with teeth and grooves and a winding placed in the slots, separated from the stator by an air gap rotor 2, on the surface of the magnetic circuit of which facing the stator, are teeth and grooves and a DC source 3, connected to the stator winding. The length of the toothed division of the rotor and the width of its teeth are made equal to the length of the toothed division and the width of the teeth of inductor 1, and the winding of the inductor is made in the form of annular sections 8 with the same direction of winding, interconnected in series and according. In the frame of inductor 1, slot 6 is made. The sequential inclusion of sections 8 provides for an increase in induction along the gap. 3 il.

Description

Изобретение относитс  к электротехнике .The invention relates to electrical engineering.

Целью изобретени   вл етс  повышение тормозного момента.The aim of the invention is to increase the braking torque.

На фиг. 1 представлено индукционное тормозное устройство с круговым статором, разрез; на фиг. 2 то же, с дуговым статором, на фиг. 3 - то же, с линейным статором.FIG. 1 shows an induction braking device with a circular stator, a slit; in fig. 2 the same, with an arc stator; FIG. 3 - the same with the linear stator.

Устройство состоит из индуктора- статора 1, ротора 2 и источника посто нного тока 3. Статор 1 представл ет собой массивный магнитопровод, несущий на поверхности, обращенной к ротору 2, зубцы 4 и пазы 5. В маг- нитопроводе статора в осевом направлении выполнена прорезь 6, минимальна  ширина которой в несколько дес тков раз должна превышать величину воздушного зазора .7 между статором 1 и ротором 2. Обмотка статора 1 выполнена в виде р да кольцевых секций 8 с одинаковым направлением намотки,, включенных между собой последовательно и согласно. Зажимы обмотки статора 1 присоединены к полюсам источника посто нного тока 3. При таком включении обмотки статора 1 посто н- ньй ток в сторонах секций 8, разме- ш;енных в пазах 5, имеют одинаковое направление, показанное условно крестиками . Магнитопровод ротора 2 несет на поверхности, обращенной к стато- РУ 1, зубцы 9 и пазы 10. Ширина зубцов 9 и длина зубцового делени  (сумма ширины зубца 9 и паза 10) ротора 2 выполнены равными соответственно ширине зубца 4 и длине зубцового делени  (сумма ширины зубца 4 и паза 5) статора 1. Зубцы 9 ротора 2 расположены параллельно зубцам 4 статора 1. В пазах 10 ротора 2 размещена обмотка 11. Конструктивно она может быть выполнена также короткозамкнутой или фазной. Возмож- на также конструкци  массивного ротора 2, на котором обмотка 11 отсутствует . Однако эффективность работы тормоза в зоне низких скоростей при этом снижаетс .The device consists of an inductor-stator 1, a rotor 2 and a source of direct current 3. The stator 1 is a massive magnetic conductor carrying teeth 4 and grooves 5 on the surface facing the rotor 2. In the stator magnet conductor an axial slot is made 6, the minimum width of which is several tens of times greater than the size of the air gap .7 between the stator 1 and the rotor 2. The winding of the stator 1 is made in a series of annular sections 8 with the same direction of winding connected in series with and according to each other. The clips of the stator winding 1 are connected to the poles of the DC source 3. With this switch on the stator winding 1, the DC current in the sides of the sections 8, located in the slots 5, have the same direction, shown conventionally by crosses. The magnetic circuit of the rotor 2 carries teeth 9 and grooves 10 on the surface facing the stat-RU 1. The width of the teeth 9 and the length of the tooth division (the sum of the width of the tooth 9 and the groove 10) of the rotor 2 are equal to the width of the tooth 4 and the length of the tooth division (the sum the widths of the teeth 4 and the groove 5) of the stator 1. The teeth 9 of the rotor 2 are parallel to the teeth 4 of the stator 1. The winding 11 is placed in the slots 10 of the rotor 2. Structurally, it can also be made short-circuited or phase. It is also possible to design a massive rotor 2, in which winding 11 is absent. However, the effectiveness of the brake in a zone of low speeds decreases.

Устройство работает следующим образом .The device works as follows.

При подключении обмотки статора 1 к источнику посто нного тока 3 в воздушном зазоре 7 возбуждаетс  стационарное магнитное поле. Если в исходном состо нии оси зубцов 9 ротора 2 смещены относительно осей :When the stator winding 1 is connected to a DC source 3 in the air gap 7, a stationary magnetic field is excited. If in the initial state, the axes of the teeth 9 of the rotor 2 are shifted relative to the axes:

00

5five

00

5five

00

5five

00

5five

00

5five

зубцов 4 статора 1, то на зубцы 9 со стороны зубцов 4 действуют силы магнитного т жени , обуславливающие создание на валу ротора 2 момента, под действием которого ротор 2 поворачиваетс  и занимает по отношению к статору 1 положение, показанное на фиг. 1, 2 и 3, т.е. положение, при котором оси зубцов 4 статора 1 совпадают с ос ми зубцов 9 ротора 2.the teeth 4 of the stator 1, then the teeth 9 from the teeth 4 side are affected by the forces of magnetic drawing, causing the moment on the shaft of the rotor 2, under the action of which the rotor 2 rotates and takes with respect to the stator 1 the position shown in FIG. 1, 2 and 3, i.e. the position in which the axes of the teeth 4 of the stator 1 coincide with the axes of the teeth 9 of the rotor 2.

Если к валу ротора 2 приложить внешний движущий момент, например, в направлении часовой стрелки, то оси зубцов 9 ротора 2 смещаютс  относительно зубцов 4 статора 1 в направлении часовой стрелки, что приводит к возникновению на валу рото ра 2 синхронизирующего момента, действующего в направлении против часовой стрелки. Таким образом, к валу ротора 2 в этом случае приложены два момента, один из которых (внешний )  вл етс  движущим, а другой (синхронизирующий) тормозным. Если величина синхронизирующего момента превышает величину внешнего движущего момента, то ротор 2 остаетс  не подвижным, а оси его зубцов 9 оказываютс  несколько смещенными в направлении по часовой стрелке относительно осей зубцов 4 статора 1. Величина угла смещени  зубцов 9 и 4 определ етс  внешним движущим моментом и возрастает с его увеличением.If an external driving moment is applied to the rotor shaft 2, for example, in a clockwise direction, the axes of the teeth 9 of the rotor 2 are displaced relative to the teeth 4 of the stator 1 in the clockwise direction, which causes a synchronizing torque on the rotor shaft 2 hour hand. Thus, in this case, two moments are applied to the rotor shaft, one of which (external) is driving and the other (synchronizing) is braking. If the synchronizing moment exceeds the external driving moment, then the rotor 2 remains unmovable, and the axes of its teeth 9 turn out to be slightly offset in a clockwise direction relative to the axes of the teeth 4 of the stator 1. The angle of displacement of the teeth 9 and 4 is determined by the external driving moment and increases with its increase.

В случае, когда внешний движущий момент, приложенный к валу ротора 2, оказываетс  больше максимального синхронизирующего момента тормозного устройства, ротор 2 приводитс  во вращение в направлении действи  вращающего момента, В проводниках обмотки 11 при этом индуцируетс  электродвижуща  сила, под действием которой в проводниках обм отки 1 1 возникает электрический ток. При взаимодействии стационарного магнитного пол  статора 1 с электрическими токами обмотки 11 ротора 2 создаетс  электромагнитное тормозное усилие, обуславливающее на валу ротора 2 электромагнитный асинхронный тормозной момент . Одновременно на зубцы 9 ротора 2 со стороны зубцов 4 статора 1 действуют измен ющиес  по величине и знаку силы магнитного т жени , соз- на валу ротора 2 пульсирующийIn case the external driving moment applied to the rotor shaft 2 is greater than the maximum synchronizing torque of the braking device, the rotor 2 is rotated in the direction of the torque action. In the conductors of the winding 11, an electromotive force is induced, under the action of which the conductors 1 1 electric current occurs. When the stationary magnetic field of the stator 1 interacts with the electric currents of the winding 11 of the rotor 2, an electromagnetic braking force is created, causing the electromagnetic asynchronous braking torque on the rotor shaft 2. At the same time, the teeth 9 of the rotor 2 from the side of the teeth 4 of the stator 1 are affected by varying in magnitude and sign of the magnetic force generated by the pulsating shaft of the rotor 2

.момент, частота изменени  которого определ етс  количеством зубцов 4 иThe moment whose frequency of change is determined by the number of teeth 4 and

зубцов 9 статора 1 и ротора 2 и числом оборотов ротора 2.teeth 9 of the stator 1 and the rotor 2 and the number of revolutions of the rotor 2.

Таким образом, данное устройство обеспечивает на валу неподвижного ротора 2 создание тормозного момента равного по величине максимальному синхронизирующему моменту, а на валу вращающегос  ротора 2 измен ющийс  по величине тормозной момент, равный сумме асинхронного тормозного момента и пульсирующего синхронизирующего момента.Thus, this device provides on the shaft of the stationary rotor 2 the creation of a braking moment equal in magnitude to the maximum synchronizing moment, and on the shaft of the rotating rotor 2 a varying braking moment equal to the sum of the asynchronous braking moment and pulsating synchronizing moment.

Выполнение обмотки статора 1 в виде кольцевых катушек 8, имеющих одинаковое направление намотки и включенных последовательно и согласно, при наличии прорези 6 приводит к существенному увеличению магнитного пол  в зазоре 7 и росту величины асинхронного тормозного момента и синхронизирующего момента. При этом повышаетс  эффективность работы индукционного тормозного устройства.The winding of the stator 1 in the form of annular coils 8 having the same winding direction and connected in series and according to, in the presence of a slot 6 leads to a significant increase in the magnetic field in the gap 7 and an increase in the value of asynchronous braking torque and synchronizing torque. This increases the efficiency of the induction braking device.

Таким образом, создание тормозного момента на валу неподвижного ротора 2 и получение на валу вращающегос  ротора 2 пульсирующего с определенной частотой тормозного момента обеспечивает расширение функциональных возможностей предлагаемого тормозного устройства посто нного тока.Thus, creating a braking torque on the shaft of the stationary rotor 2 and obtaining a rotating rotor 2 on the shaft pulsating at a certain frequency the braking torque provides for expanding the functionality of the proposed DC braking device.

Выполнение обмотки статора 1 из кольцевых катушек 8 с одинаковым направлением их намотки и последовательным и согласным включением позвол ет , получить в статорах секций 8, размещенных в пазах 5, посто нный ток одинакового направлени , что приводит к значительному увеличению тор- мозного момента и повьшению эффек- Тивности работы устройства,Performing a stator winding 1 of the ring coils 8 with the same direction of winding and sequential and consistent switching allows to obtain a constant current of the same direction in the stators of sections 8 placed in the slots 5, which leads to a significant increase in braking torque and an increase - The efficiency of the device,

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula Синхронно-асинхронный тормоз, содержащий индуктор с зубцами и катушечной обмоткой возбуждени , зубчатый  корь с короткозамкнутой обмоткой с одинаковой шириной зубцов на статоре и роторе, отличающий- с   тем, что, с целью повышени  тормозного момента, обмотка возбуждени  выполнена распределенной в виде кольцевых секций, охватывающих  рмоA synchronous asynchronous brake containing an inductor with teeth and a coil excitation winding, toothed measles with a short-circuited winding with the same width of the teeth on the stator and rotor, characterized in that, in order to increase the braking moment, the excitation winding is distributed in the form of ring sections, covering rme индуктора, активна  часть секцийinductor, the active part of the sections расположена в пазу и секции соединены последовательно-согласно, а на магнитопроводе индуктора выполнена прорезь в продольном осевом направле И ширина которой выполнена больше величины воздушного зазора не менее , чем на пор док.is located in the groove and the sections are connected in series according to, and a slot is made in the magnetic core of the inductor in the longitudinal axial direction. Фиг.зFig.z