Регулируемая коаксиальная передача на основе постоянных магнитов

Полезная модель относится к электромагнитным механизмам, а именно к бесконтактным магнитным передачам, и может быть использована в передаточных механизмах с большим ресурсом работы и значительными колебаниями нагрузки.
Известен магнитный планетарный редуктор (RU №95376, F16H 1/06, 27.06.2010), содержащий корпус, расположенный эксцентрично к нему сателлит с постоянными магнитами, ведущий и ведомый валы и механизм для передачи вращения. В корпусе дополнительно расположена втулка с постоянными магнитами, имеющая возможность осевого перемещения относительно постоянных магнитов сателлита.
Недостаток данного устройства заключается в том, что регулирование осуществляется в сторону уменьшения силы сцепления, то есть сила магнитов не во всех режимах используется полностью. В результате для передачи больших моментов размеры данного редуктора необходимо будет увеличить. Кроме того, для изменения потокосцепления требуется перемещать втулку, что увеличивает инерционность регулировки, поскольку в реальных условиях ускорения, с которыми втулка перемещается, ограничены.
Наиболее близким техническим решением к заявляемой полезной модели является магнитная передача (RU №122459, F16H 1/06, F16H 49/00, 27.11.2012), имеющая тихоходный ротор с многополюсной системой постоянных магнитов, расположенный внутри него быстроходный ротор со своей системой постоянных магнитов и концентрично расположенный между ними с зазором статор, состоящий из ферромагнитных сегментов, равномерно расположенных вдоль окружности, и немагнитных промежутков между сегментами.
Недостатком данной установки является невозможность изменения потокосцепления магнитов. В условиях колеблющейся нагрузки и, в определенных случаях, при необходимости обеспечения относительного проскальзывания ведомого и ведущего звеньев передачи потребуется увеличить размеры передачи и использовать больше магнитов для создания надежного зацепления при резком росте нагрузки и возможности регулирования потокосцепления за счет изменения взаимного перекрытия.
Задача полезной модели заключается в достижении меньших габаритов передачи при больших статических и динамических вращающих моментах, а также большая скорость (меньшая инерционность) регулирования; а также повышение надежности за счет отсутствия элементов, обеспечивающих осевое перемещение деталей.
Технический результат достигается тем, что установка, имеющая тихоходный ротор с многополюсной системой постоянных магнитов, расположенный внутри него быстроходный ротор со своей системой постоянных магнитов и концентрично расположенный между ними с зазором статор, состоящий из ферромагнитных сегментов, равномерно расположенных вдоль окружности, и немагнитных промежутков между сегментами дополнительно содержит полюса из магнитопроводящего материала с установленными на них постоянными магнитами и электромагнитными катушками, получающими питание от внешней сети и создающими поле, сонаправленное с полем постоянных магнитов и усиливающими его.
Сущность полезной модели поясняется чертежом, на котором показан поперечный разрез регулируемой коаксиальной магнитной передачи.
Представленная модель содержит: 1 - выводы регулируемой обмотки статора; 2 - статор; 3 - полюсная обмотка; 4, 5 - полюса с постоянными магнитами (синий - северный полюс, красный - южный полюс); 6 - щетки регулируемой обмотки ротора; 7 - контактные кольца; 8 - модулятор (ведомое колесо); 9 - выводы обмотки ротора; 10 - активные элементы (магнитомягкие секции) модулятора; 11 - ротор (ведущее колесо).
Установка работает следующим образом:
в случае возникновения перегрузочного момента в процессе эксплуатации или резкого скачка нагрузки система регулирования включит или увеличит ток питания электромагнитов; потокосцепление увеличится, и максимальный момент, который способен передать установка, увеличится. В случае, когда привод необходимо будет разгрузить, система регулирования отключит или уменьшит ток питания; потокосцепление уменьшится и максимальный момент уменьшится.
Взаимное соединение электромагнитных обмоток может быть различным и зависит от соотношения номинального напряжения обмоток и питающей сети, а также требуемых рабочих характеристик.
Технический результат достигается за счет усиления магнитного поля постоянных магнитов электромагнитами, управляемыми посредством внешней цепи. Поскольку момент, передаваемый посредством электромеханического преобразования, прямо пропорционален величине магнитного потока в воздушном зазоре, можно сказать, что при усилении поля позволит увеличить и передаваемый момент. При этом не потребуется существенно увеличивать размеры передачи для достижения более надежного сцепления при резком повышении нагрузки - обмотки могут быть установлены в габаритах ранее предложенной конструкции; также не потребуется увеличивать осевые габариты установки для создания возможности регулирования передаваемого момента путем изменения потокосцепления магнитов за счет изменения их взаимного перекрытия.