индуктор линейного электромагнитного тормоза

Формула изобретения

Индуктор линейного электромагнитного тормоза, содержащий плоский ферромагнитный сердечник с зубцами и пазами и распределенную обмотку, размещенную в пазах и подключенную к двум клеммам, предназначенным для подсоединения к источнику постоянного тока, отличающийся тем, что к торцевым поверхностям ферромагнитного сердечника неподвижно прикреплены ферромагнитные шунтирующие участки Г-образной формы, горизонтальные полки которых обращены друг к другу и образуют между собой воздушный промежуток, в котором установлена с возможностью перемещения ферромагнитная пластина, имеющая форму, совпадающую с формой воздушного промежутка.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области электротехники, а именно к электромагнитным тормозам постоянного тока с распределенной обмоткой индуктора и может быть использовано в линиях покрытий, прокатки и продольной резки электропроводных лент для создания постоянного их натяжения, для торможения механизмов и устройств поступательного и возвратно-поступательного движения, в испытательных стендах для создания нагрузки и т.д.

Известен индуктор линейного электромагнитного тормоза, содержащий плоский ферромагнитный сердечник с зубцами и пазами и распределенную обмотку, уложенную в пазах и подключенную к двум клеммам, предназначенным для подсоединения к источнику постоянного тока /1/.

Линейный электромагнитный тормоз с таким индуктором имеет недостаточно хорошие эксплуатационные характеристики, что обусловлено невозможностью регулирования тормозного усилия без воздействия на величину постоянного тока в обмотке индуктора и снижением величины тормозного усилия из-за различного направления постоянного тока в сторонах катушек, образующих обмотку индуктора.

Известен также индуктор линейного электромагнитного тормоза, содержащий плоский ферромагнитный сердечник с зубцами и пазами и распределенную обмотку, уложенную в пазах и подключенную к двум клеммам, предназначенными для соединения с источником постоянного тока /2/. В таком тормозе распределения обмотка выполнена в виде замкнутых элементов О-образной формы, что обеспечивает при ее подключении к источнику постоянного тока одинаковое направление тока в активных сторонах О-образных элементов и увеличение тормозного усилия.

Недостатком линейного электромагнитного тормоза с таким индуктором являются недостаточно хорошие эксплуатационные характеристики, что объясняется невозможностью регулирования тормозного усилия без воздействия на величину постоянного тока в обмотке индуктора.

Целью изобретения является улучшение эксплуатационных характеристик за счет регулирования электромагнитного усилия без воздействия на величину постоянного тока в обмотке индуктора.

Поставленная цель достигается благодаря тому, что к торцевым поверхностям ферромагнитного сердечника неподвижно прикреплены ферромагнитные шунтирующие участки Г-образной формы, горизонтальные полки которых обращены друг к другу и образуют между собой воздушный промежуток, в котором установлена с возможностью перемещения ферромагнитная пластина, имеющая форму, совпадающую с формой воздушного промежутка.

Предлагаемое техническое решение в отличие от известных позволяет регулировать тормозное усилие за счет перемещения ферромагнитной пластины в воздушном промежутке, образованном шунтирующими участками, что исключает необходимость регулирования постоянного тока в обмотке индуктора, устраняет коммутацию электрических целей и связанное с коммутацией дугообразование. При этом достигается повышение взрывобезопасности и надежности работы тормоза, а также упрощение конструкции и снижение стоимости источника, осуществляющего питание обмотки индуктора, что способствует улучшению эксплуатационных характеристик. Данный технический эффект проявляется в заявленном устройстве и не проявляется в известных технических решениях.

На чертеже изображен линейный электромагнитный тормоз с индуктором заявляемой конструкции.

Линейный электромагнитный тормоз состоит из индуктора 1 и якоря 2. Индуктор 1 представляет собой плоский ферромагнитный сердечник 3 с зубцами 4 и пазами 5. В пазах 5 размещены кольцевые катушки 6-11, которые выполнены с одинаковым направлением намотки, например по часовой стрелке. Катушки 6-11 соединены между собой последовательно и согласно. Начало катушки 6 и конец катушки 11 подключены к клеммам 12 и 13, предназначенным для подсоединения к источнику 14 постоянного тока. К торцевым поверхностям ферромагнитного сердечника 3 неподвижно прикреплены, например посредством болтов (на фиг. не показаны) ферромагнитные шунтирующие участки 15 и 16 Г-образной формы. Горизонтальными полками ферромагнитные шунтирующие участки 15 и 16 обращены друг к другу и образуют между собой воздушный промежуток 17 трапецеидальной формы. Возможны другие формы воздушного промежутка 17, например прямоугольной, усеченной окружности и т.д., что достигается соответствующей формой выполнения торцевых поверхностей шунтирующих участков 15 и 16. Минимальная длина воздушного промежутка 17 выбирается в несколько десятков раз больше воздушного зазора 18 между индуктором 1 и якорем 2. В воздушном промежутке 17 установлена с возможностью перемещения ферромагнитная пластина 19. Форма ферромагнитной пластины 19 совпадает с формой воздушного промежутка 17. Якорь 2 выполнен биметаллическим, то есть состоящим из ферромагнитной подкладки 20 и немагнитного покрытия 21 из материала с высокой электрической проводимостью, например меди или алюминия. От индуктора 1 якорь 2 отделен равномерным воздушным зазором 28, величина которого поддерживается постоянной посредством специальных направляющих (на фиг. направляющие не показаны), в которых установлен якорь 2.

Если якорь 5 представляет собой немагнитную ленту, то для уменьшения сопротивления путей замыкания магнитного потока и улучшения характеристик тормоза индуктор необходимо выполнять двухсторонним, то есть состоящим из двух индукторов 1, установленных один против другого с воздушным зазором 18, в котором установлен якорь 2.

Работа линейного электромагнитного тормоза с индуктором 1 заявляемой конструкции осуществляется следующим образом.

Пусть в исходном состоянии ферромагнитная пластина 19 полностью выведена из воздушного промежутка 17. При подключении клемм 12 и 13 к источнику 14 постоянного тока в катушках 6-11 возникает постоянный ток, возбуждающий стационарное магнитное поле. Силовые линии этого поля пронизывают якорь 2 и при его движения относительно индуктора 1 индуцируют в нем электродвижущую силу, обуславливающую возникновение в якоре 2 электрического тока. При взаимодействии электрического тока якоря 2 со стационарным магнитным полем индуктора 1 создается тормозное усилие, действие которого направлено в сторону, противоположную движению якоря 2.

Если ферромагнитную пластину 19 частично ввести в воздушный промежуток 17, то его магнитное сопротивление уменьшится, вследствие чего часть силовых линий стационарного магнитного поля индуктора 1 будет замыкаться по ферромагнитному сердечнику 3, шунтирующим участкам 15 и 16 и ферромагнитной пластине 19. При этом магнитный поток, пронизывающий якорь 2, уменьшится, что приведет к снижению электромагнитного тормозного усилия.

По мере увеличения глубины погружения феррмомагнитной пластины 19 в воздушный промежуток 17 магнитный поток через шунтирующие участки 15 и 16 и ферромагнитную пластину 19 будет возрастать, а магнитный поток, пронизывающий якорь 2, уменьшаться, что приведет к дальнейшему уменьшению тормозного усилия. При полностью введенной в воздушный промежуток 18 ферромагнитной пластины 19 магнитный поток, пронизывающий якорь 2, уменьшается практически до нуля. При этом тормозное усилие также равно нулю.

Таким образом, изменяя положение ферромагнитной пластины 19 в воздушном промежутке 17, можно плавно регулировать тормозное электромагнитное усилие. Изменение положения ферромагнитной пластины 19 в воздушном промежутке 17 может осуществляться вручную, пневматическими, гидравлическими и электромагнитными устройствами. Регулирование электромагнитного тормозного усилия посредством ферромагнитной пластины 19 устраняет необходимость коммутации электрических цепей и обусловленное коммутацией искрение, что снижает взрывоопасность, упрощает управление работой тормоза и конструкцию источника постоянного тока.

Предлагаемое устройство целесообразно использовать во взрывоопасных производствах для целей торможения, в натяжных устройствах для создания натяжения электропроводящих лент, в нагрузочных устройствах для имитации эксплуатационных режимов, в автомобилях с электромагнитным торможением и т.д.