УПРАВЛЯЕМЫЙ МАГНИТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОРМОЗ
CONTROLLED MAGNETOELECTRIC BRAKE

Изобретение относится к электрическим машинам и может быть использовано для демпфирования механических колебаний в машинах, системах автоматического регулирования и т.п.
Известен электромагнитный тормоз, содержащий корпус, установленный на валу тормозной барабан, два электромагнита, установленные по обе стороны тормозного барабана с зазором относительно него, тормозной элемент, источники питания и магнитного поля. Тормозной элемент выполнен в виде тормозной скобы, закрепленной в нижней части корпуса с установленной на ней пассивной обмоткой, соединенной через реактивный элемент с датчиком хода педали тормоза [патент RU №2279753 C1, Н02К 49/00 (2006.07), опубл. 10.07.2006].
Но данный тормоз требует наличия источника питания относительно большой мощности.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является электромагнитный тормоз, содержащий вал на подшипниках с закрепленным на нем полым немагнитным цилиндрическим ротором, имеющим одну степень свободы, установленным в корпусе. Во внутреннее пространство полого немагнитного цилиндрического ротора неподвижно установлен цилиндрический сердечник. Наружный индуктор выполнен с радиально расположенными постоянными магнитами [патент RU №2287729 С1, F16F 6/00 (2006.01), опубл. 20.11.2006].
Недостатком является невозможность регулирования механической характеристики во время работы.
Задачей изобретения является управление тормозным моментом с минимальными энергетическими затратами.
Задача достигается тем, что в управляемом магнитоэлектрическом тормозе с полым немагнитным цилиндрическим ротором, наружным индуктором, выполненным с радиально расположенными постоянными магнитами, и внутренним сердечником, в отличие от прототипа, внутренний сердечник выполнен явнополюсным с возможностью поворота от 0 до 90 градусов с шагом 30 градусов, а на валу внутреннего сердечника установлен фиксатор.
Изобретение поясняется чертежами. На фиг.1 изображен общий вид устройства; на фиг.2а), б) - положения внутреннего явнополюсного сердечника, соответствующим максимальному и минимальному тормозному моменту соответственно.
Управляемый магнитоэлектрический тормоз содержит вал 1 на подшипниках 2 с закрепленным на нем полым немагнитным цилиндрическим ротором 3, имеющим одну степень свободы, установленным в корпусе 4. Наружный индуктор выполнен с радиально расположенными постоянными магнитами 5. В полом немагнитном цилиндрическом роторе 3 расположен внутренний явнополюсный сердечник 6, укрепленный на другом валу 7, который аналогично установлен в корпусе 8 на подшипниках 9. На валу 7, выполненным с возможностью поворота от 0 до 90 градусов с шагом 30 градусов, установлен фиксатор 10.
Управляемый магнитоэлектрический тормоз работает следующим образом.
При включении максимального тормозного момента внутренний явнополюсный сердечник 6 расположен так, что воздушный зазор между ним и постоянными магнитами 5 наружного индуктора минимален, а следовательно, магнитный поток, проходящий через зазоры и замыкающийся по якорю, имеет наибольшую величину (фиг.1б). Наибольшей будет в этом случае ЭДС и вихревые токи, наводимые при вращении полого немагнитного цилиндрического ротора, и тормозной момент.
На внутренний явнополюсный сердечник действуют два момента: момент, возникающий от действия включающей силы, притягивающей внутренний явнополюсный сердечник к постоянным магнитам, и момент, возникающий под действием выключающей силы, вызванной взаимодействием постоянных магнитов и вихревых токов. Эти моменты направлены противоположно, так что результирующий момент, приложенный к внутреннему явнополюсному сердечнику, практически равен нулю. Поэтому необходим относительно небольшой момент для поворота внутреннего явнополюсного сердечника в следующее положение, который обеспечивает маломощный электрический или гидравлический привод (на фиг.1 не показан). При необходимости уменьшения тормозного момента привод поворачивает освобожденный фиксатором внутренний явнополюсный сердечник от 0 до 90 градусов с шагом 30 градусов, устанавливая его в следующее фиксированное положение. Итак, зазор между внутренним явнополюсным сердечником и постоянными магнитами наружного индуктора с каждым шагом будет увеличиваться, а тормозной момент при этом будет уменьшаться, и будет минимальным при повороте на угол 90 градусов (фиг.1в).
Таким образом, изменяя угол поворота внутреннего явнополюсного сердечника, возможно управление величиной тормозного момента от минимального до максимального значения.