В. И. ЗАГРЯДЦКИЙ, д-р техн. наук, Е. Т. КОБЯКОВ, канд. техн. наук (Орловский ГТУ)
Торцовая электрическая машина
со встроенным тормозным устройством
В раде случаев требуются электродвигатели [1] для
привода исполнительных механизмов, работающих в
повторно-кратковременном режиме с частыми пусками
под нагрузкой. <...> С этой целью электродвигатели снабжаются тормоз
ными устройствами. <...> Например, в работе [2] опи
сывается тормозное устройство, основанное на исполь
зовании сил притяжения за счет потоков рассеяния
ротора. <...> В работе [3] приводится конструкция энергоем
кого стопорного тормоза с электромагнитом с торсион
ным замыканием. <...> Общим для этих тормозных устройств является то,
что они спроектированы для асинхронных электродви
гателей цилиндрической формы исполнения. <...> В то же
время существуют торцовые — дисковые — асинхрон
ные электродвигатели (ТАД) [4], которые обладают оп
ределенными преимуществами по сравнению с цилин
дрическими электродвигателями. <...> Причем разнообразие
предложенных конструкций связано как с особенностя
ми функционального назначения ТАД, так и с особенно
стями и методами конструирования, используемым арсе
налом средств для решения соответствующих конструк
тивных, технологических и эксплуатационных задач. <...> В этой связи одним из требований, предъявляемых к
конструкциям ТАД по условиям эксплуатации, являет
ся наличие тормозного устройства, предназначенного
для быстрой остановки вращающихся инерционных
масс, связанных с валом ротора, после отключения
электродвигателя. <...> В основе этого требования могут быть причины тех
нологического характера, например в текстильной или
легкой промышленности, а также вопросы техники
безопасности в различных отраслях промышленности и
на транспорте. <...> Между тем, на наш взгляд, конструированию ТАД,
оснащенных тормозными устройствами, до настоящего
времени не уделялось достаточного внимания, о чем
можно судить, анализируя известные запатентованные <...>
Торцовая_электрическая_машина_со_встроенным_тормозным_устройством.pdf
ТЕХНИЧЕСКАЯ ИНФОРМАЦИЯ
УДК 621.313.333
В. И. ЗАГРЯДЦКИЙ, д-р техн. наук, Е. Т. КОБЯКОВ, канд. техн. наук (Орловский ГТУ)
Торцовая электрическая машина
со встроенным тормозным устройством
Описана конструкция трехфазного торцового асинхронного
электродвигателя со встроенным тормозным устройством.
Принцип действия тормозного устройства основан не на применении
специального электромагнита, а на использовании
осевой силы магнитного притяжения статора и ротора электродвигателя.
Design
of the three-phase flange-mounted asynchronous motor
with built-in braking device is described. Functioning principle
of this device is based not on the special electromagnet application
but on using axial magnetic stator and motor rotor attraction.
В раде случаев требуются электродвигатели [1] для
привода исполнительных механизмов, работающих в
повторно-кратковременном режиме с частыми пусками
под нагрузкой. По условиям эксплуатации для них необходим
фиксированный останов за регламентированное
время после отключения двигателя от сети.
С этой целью электродвигатели снабжаются тормозными
устройствами. Они разнообразны по конструкции
и принципу действия. Например, в работе [2] описывается
тормозное устройство, основанное на использовании
сил притяжения за счет потоков рассеяния
ротора. В работе [3] приводится конструкция энергоемкого
стопорного тормоза с электромагнитом с торсионным
замыканием.
Общим для этих тормозных устройств является то,
что они спроектированы для асинхронных электродвигателей
цилиндрической формы исполнения. В то же
время существуют торцовые — дисковые — асинхронные
электродвигатели (ТАД) [4], которые обладают определенными
преимуществами по сравнению с цилиндрическими
электродвигателями. Причем разнообразие
предложенных конструкций связано как с особенностями
функционального назначения ТАД, так и с особенностями
и методами конструирования, используемым арсеналом
средств для решения соответствующих конструктивных,
технологических и эксплуатационных задач.
В этой связи одним из требований, предъявляемых к
конструкциям ТАД по условиям эксплуатации, является
наличие тормозного устройства, предназначенного
для быстрой остановки вращающихся инерционных
84
масс, связанных с валом ротора, после отключения
электродвигателя.
В основе этого требования могут быть причины технологического
характера, например в текстильной или
легкой промышленности, а также вопросы техники
безопасности в различных отраслях промышленности и
на транспорте.
Между тем, на наш взгляд, конструированию ТАД,
оснащенных тормозными устройствами, до настоящего
времени не уделялось достаточного внимания, о чем
можно судить, анализируя известные запатентованные
конструкции.
Торцовый силовой асинхронный электродвигатель с
одним диском статора и одним диском ротора имеет
плоские рабочие поверхности магнитопроводов статора
и ротора. Возникающее между ними электромагнитное
поле имеет не только тангенциальную составляющую,
вызывающую вращение ротора, но и осевую составляющую,
приводящую к притяжению магнитопроводов. В
большинстве случаев осевое усилие является нежелательным
явлением и с ним борются: ставят упорный
подшипник, второй диск статора и т. п.
Однако если ТАД снабдить тормозным устройством,
то достоинством такого совмещенного устройства:
электродвигатель — тормоз является возможность использования
силы одностороннего магнитного притяжения.
Это приводит:
к отсутствию необходимости в специальной катушке
(обмотке) возбуждения и, как следствие, отсутствию
электрических потерь и выделяемого ими тепла;
созданию более благоприятных условий работы тормозного
устройства;
высокому усилию торможения, так как осевая сила
магнитного притяжения достигает значительной величины;
эта сила не зависит от направления вращения
электродвигателя;
применению тормозного устройства в многоскоростных
электродвигателях, если регулирование скорости
достигается при постоянном моменте;
уменьшению габаритов и массы совмещенного устройства.
ISSN
0042-4633. ВЕСТНИК МАШИНОСТРОЕНИЯ. 2005. № 2
Стр.1