УПРАВЛЯЕМАЯ АСИНХРОННАЯ МУФТА С ПОСТОЯННЫМИ МАГНИТАМИ
CONTROLLED ASYNCHRONOUS COUPLING WITH PERMANENT MAGNETS

Изобретение относится к области магнитомеханики, в частности к конструкциям муфт, использующихся с целью передачи крутящего момента от ведущего вала к ведомому, с возможностью изменения передаваемого крутящего момента и частоты вращения на ведомом валу в заданных пределах.
Известна магнитная муфта (RU 2127837 С1), применяемая в компрессоро- и насосостроении и при изготовлении герметичных насосов. Магнитная муфта содержит установленные по клиновой посадке на расположенных между магнитами разделительных перегородках. Передача крутящего момента от ведущей полумуфты к ведомой происходит в результате взаимодействия постоянных магнитов, закрепленных на полумуфтах. Недостатком устройства такой муфты является наличие постоянных магнитов в каждой полумуфте, что создает ограничение в управление работой и передачей крутящего момента с ведущего вала на ведомый, невозможность повторного запуска остановленной полумуфты без остановки ведущей.
Наиболее близким аналогом является магнитная муфта (RU 2091624 С1), содержащая полумуфты с анизотропными постоянными магнитами с чередованием полюсов по окружности. Передача крутящего момента осуществляется за счет взаимодействия магнитного поля, создаваемого постоянными магнитами ведущей и ведомой полумуфты.
Недостатком такой магнитной муфты также является невозможность управления крутящим моментом и частотой вращения, также как и предыдущая муфта, данная муфта не дает возможность безостановочной работы ведущей полумуфты в случае остановки ведомой.
Задачей настоящего изобретения является разработка магнитной муфты, позволяющей изменять передаваемый с ведущей на ведомую полумуфты крутящий момент и частоту вращения на ведомом валу, а также возможность безостановочной работы ведущей полумуфты в случае остановки ведомой.
Целью, достигаемой в данном изобретении, является безостановочная работа механизма, использующего ведущую полумуфту, и регулирование передаваемого крутящего момента и частоты вращения на ведомом валу.
Сущность изобретения состоит в том, что управляемую асинхронную муфту с постоянными магнитами, содержащую полумуфты, анизотропные постоянные магниты с чередованием полюсов по окружности, предложено, дополнительно снабдить цилиндрическим ярмом управления из магнитомягкого металла, установленным с внешней стороны внешней полумуфты с возможностью осевого перемещения относительно полумуфт, а анизотропные постоянные магниты установить на внутренней полумуфте, причем внешнюю полумуфту выполнить из немагнитного металла. А также, предложено, анизотропные постоянные магниты установить с радиальным направлением намагниченности.
Взаимодействие полумуфты с постоянными магнитами и полумуфты из немагнитного материала позволяет вращать полумуфту из немагнитного материала. Использование внешней полумуфты из немагнитного металла позволяет в случае ее остановки возобновить передачу крутящего момента на ведомый вал без остановки полумуфты с постоянными магнитами. Использование цилиндрического ярма управления из магнитомягкого металла позволяет изменять величину крутящего момента, передаваемого от полумуфты с постоянными магнитами на полумуфту из немагнитного металла, а также частоту вращения полумуфты из немагнитного металла.
Управляемая асинхронная муфта с постоянными анизотропными магнитами приведена на фиг. 1 и состоит из соосно расположенных внутренней полумуфты 1 и внешней полумуфты 2, имеющих конструктивную возможность крепления на ведущем и ведомом валах соответственно, и цилиндрического ярма управления 6 из магнитомягкого металла, с зазорами между ними. На внутренней полумуфте 1 установлены постоянные анизотропные магниты 3 с радиальным направлением намагниченности, причем полярность соседних постоянных анизотропных магнитов 3 разноименная. Внешняя полумуфта 2 представляет собой цилиндрический корпус из немагнитного металла. Цилиндрическое ярмо управления из магнитомягкого металла 4 имеет возможность осевого перемещения относительно внутренней полумуфты 1 и внешней полумуфты 2 с целью управления передаваемым крутящим моментом и частотой вращения на ведомом валу.
Работа устройства заключается в следующем. Постоянные анизотропные магниты 3, установленные на внутренней полумуфте 1, приводимой во вращение ведущим валом, создают изменяющееся во времени знакопеременное магнитное поле, которое наводит токи Фуко в цилиндрическом корпусе из немагнитного металла внешней полумуфты 2, которые, в свою очередь, взаимодействуя с магнитным полем внутренней полумуфты 1 с постоянными анизотропными магнитами 3 создают силу Ампера, приложенную к внешней полумуфте 2 из немагнитного металла. Величина крутящего момента на внешней полумуфте 2 из немагнитного металла, созданного силой Ампера, изменяется в зависимости от положения цилиндрического ярма управления из магнитомягкого металла 4 относительно внутренней полумуфты 1 и внешней полумуфты 2. Перемещение цилиндрического ярма управления из магнитомягкого металла 4 относительно внутренней полумуфты 1 и внешней полумуфты 2 изменяет величину магнитного потока пронизывающего внешнюю полумуфту 2 из немагнитного металла, вследствие чего изменяется длина контура создаваемых в нем токов Фуко в осевом направлении, а также изменяется возникающая сила Ампера приложенная к полумуфте 2 из немагнитного металла, соответственно изменяется передаваемый крутящий момент и частота вращения на ведомом валу.
Использование предлагаемого изобретения позволяет осуществлять безостановочную работу асинхронной муфты и изменять крутящий момент, передаваемый от ведущего вала к ведомому, а также изменять частоту вращения ведомого вала.