а) муфты скольжения одноименнополюсные (индукторные) и пере-меннополюсные (панцирные); б) синхронные муфты с обмотками возбуждения или постоянными магнитами. Существуют также муфты комбинированные (синхронно-асинхронные, со смешанным возбуждением от постоянных магнитов и обмоток подмагничива-ния), гистерезисные и др.
§ 8.2. Электромагнитные муфты скольжения
1 Принцип работы муфт скольжения основан на сочетании процессов, протекающих в асинхронных и синхронных бесконтактных машинах. Индуктор, соединяемый, например, с ведущим валом, имеет систему магнитных полюсов (как в синхронной машине), а якорь на ведомом валу содержит ферромагнитный электропроводящий элемент, по которому через рабочий зазор замыкается основной магнитный поток. При вращении индуктора в якоре наводятся ЭДС и текут токи (как в асинхронной машине). Благодаря их взаимодействию с магнитным полем создается электромагнитная сила, увлекающая якорь вслед за индуктором. Развиваемый якорем момент зависит от регулируемой магнитной индукции, скольжения, определяемого разностью частот вращения индуктора и якоря, а также от свойств материалов и конструктивного исполнения муфты. Возможно соединение якоря с ведущим, а индуктора с ведомым валами. В любом случае для создания момента на выходном валу необходимо различие скоростей якоря и индуктора, т. е. скольжение, как и в асинхронном двигателе, должно быть больше нуля, что и определяет название этого класса муфт.
Устройство муфт скольжения. Муфты скольжения бывают одно-именнополюсными (индукторными) и переменнополюсными (панцирными).
Схема индукторной муфты с внешним магнитопрово-дом приведена на рис. 8.1, а. Муфта содержит на неподвижном статоре стальной сердечник /, охватывающий кольцевую обмотку возбуждения 2, обтекаемую постоянным током. Собственно индуктор состоит из двух магнитно изолированных стальных колец с полюсными выступами 3, обращенными к массивному ферромагнит-
ному якорю 4. Статор, индуктор и якорь разделены воздушными зазорами. Создаваемый обмоткой 2 магнитный поток замыкается через индуктор и якорь (рис. 8.1, а), достигая максимального значения в полюсных выступах индуктора и минимального значения в зоне между выступами подобно тому, как это реализуется в машине, изображенной на рис. 3.18. В каждой точке рабочего зазора между индуктором и якорем магнитная индукция направлена в одну сторону, что и определяет принадлежность муфты к индукторным машинам (см. § 3.4) и их название. Распределение магнитной индукции в якоре будет примерно таким же, как на рис. 3.25, б. При вращении ведущего вала с индуктором в якоре за счет изменения индукции от максимального до минимального значений наводятся токи и благодаря электромагнитным силам момент передается на якорь и ведомый вал.
Рис. 8.1. Электромагнитные муфты скольжения индукторные (а, б) и панцирные (в, г)
На рис. 8.1,6 показана индукторная муфта с внутренним маг-нитопроводом, имеющая меньший объем обмотки возбуждения. Достоинство индукторных муфт—относительная конструктивная простота. Их недостатком, как и всех индукторных машин, является неполное использование магнитного потока, поскольку его постоянная составляющая загружает магнитную цепь, но не дает вклада в электромагнитный момент (см. § 3.4). Это приводит к ухудшению массогабаритных показателей индукторных муфт.
Схемы панцирных муфт приведены на рис. 8.1, в, г. Их индуктор идентичен роторам БЭМ с когтеобразными полюсами противоположной магнитной полярности (см. § 3.3). В отличие от индукторов на рис. 8.1, а, б, имеющих простые радиальные выступы, индуктор (рис. 8.1, в) содержит когтеобразные осевые выступы,
соединенные немагнитной сварной вставкой, которые идентичны выступам ротора на рис. 3.13. Линии индукции основного потока замыкаются, как показано на рис. 8.1, б, создавая в якоре 4 знакопеременное магнитное поле. При вращении индуктора от ведущего вала якорь будет вращаться в ту же сторону благодаря электромагнитному взаимодействию, как в асинхронных машинах. На рис. 8.1, г приведена схема панцирной муфты, магнитная цепь которой подобна цепи БЭМ с внутризамкнутым магнитным потоком (см. рис. 3.14). В данной конструкции обмотка вынесена за пределы полюсной системы и ее размеры не ограничиваются размерами полюсов, что обеспечивает реализацию оптимальных конструкций. Магнитный поток замыкается через систему радиальных и аксиальных выступов на индукторе 3 и через якорь 4. Путь замыкания основного потока определяется теми же соображениями, которые изложены в § 3.3 (см. рис. 3.14). Переменнополюсные панцирные муфты, обладая усложненной конструкцией индуктора, обеспечивают высокое использование магнитного потока и улучшенные мас-согабаритные показатели.
Торцовые конструкции муфт рациональны для передачи момента вращения через плоскую стенку. Отличие одной из конструкцией торцовой муфты от генератора, изображенного на рис. 3.16,а, сводится к тому, что вместо обмотки ./ и пакета 2 используется ферромагнитное кольцо с плоским торцом, обращенным к рабочему зазору, которое сопрягается с ведомым валом, в то время как втулка 7 насаживается на ведущий вал.
Во всех случаях бесконтактные муфты, как и многие бесконтактные машины, помимо рабочих зазоров между индуктором и якорем имеют дополнительные зазоры между статором с обмоткой возбуждения и вращающимся индуктором. Это требует соответствующего увеличения МДС обмотки возбуждения.
Улучшенные динамические характеристики имеют муфты с разветвленными магнитными системами, содержащие несколько катушек в составе обмотки возбуждения (обычно две). При согласном включении катушек система работает как муфта и передает момент вращения, при встречном включении потоки перераспределяются так, что за счет вихревых токов в индукторе создается тормозной момент для ведущего вала. Принципиально можно реализовать магнитоэлектрические муфты скольжения, в которых рабочий магнитный поток создается постоянными магнитами, закрепляемыми непосредственно на индукторе. Однако регулировать такие муфты сложной Существуют муфты с комбинированным возбуждением от постоянных магнитов и подмагничивающих обмоток по типу генераторов с комбинированным возбуждением (см. § 4.2, 4.3).
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.