Главная Электромагнитные устройства



в вертикальном ЭМП с фиксатором (рис. 2.26, в) устранен один из недостатков предыдущего ЭМП. Привод обеспечивает фиксацию положения якоря и устойчив к воздействию отмеченных возмущающих факторов. Это достигается тем что к нижнему фланцу 5 с развитым воротничком 7 поверх немагнитной направляющей втулки / установлен дополнительный тормозной ЭМ 4, содержащий катушку 6 и составной цилиндрический корпус: половина корпуса 3 выполнена из ферромагнитного материала, вторая половина 8 - из немагнитного диэлектрического материала. Ферромагнитная часть корпуса 3 выполнена о развитым фланцем 2. Для удержания якоря 9 в заданном положении на тормозной ЭМ 4 подается напряжение питания. Вследствие магнитной асимметрии, действующая на якорь 9 односторонняя сила электромагнитного притяжения каправлена перпендикулярно оси якоря в сторону ферромагнитной части корпуса 5, обеспечивая тем самым фиксацию положения якоря.

Данная конструкция служит наглядной иллюстрацией удачного использования принципа «обрати вред (недостатки) в пользу» (см. гл. I)-использование негативного явления одностороннего магнитного притяжения для выполнения полезной функции - фиксации (удерживания) подвижных элементов.

Силы одностороннего притяжения якоря и силы удержания возрастают при уменьшении толщины немагнитной направляющей втулки / (уменьшается воздушный зазор) и при развитии фланца 2 в осевом направлении (увеличивается магнитная проводимость воздушного зазора).

Схема управления таким приводом показана на рис. 2.26, в. Регулятор напряжения (РН) регулирует ток в катушке 6. Последовательно с катушкой 6 включена первичная обмотка дифференцирующего трансформатора (ДТ), вторичная обмотка которого управляет работой электронного коммутатора (ЭК) цепи питания тормозного ЭМ 4. При постоянном токе в катушке 6 напряжение на выходе ДТ равно нулю, ЭК открыт и постоянное напряжение поступает в тормозной ЭМ 4, который стопорит якорь 9. Дестабилизирующие факторы при этом не изменяют положение якоря. В случае изменения положения якоря ток в катушке 6 изменяется, сигнал с ДТ закрывает ЭК и отключает ЭМ 4, при этом якорь растормаживается и занимает новое положение. К этому моменту ток в катушке 6 стабилизируется и аналогичным образом якорь затормаживается в новом положении.

2.3.5. Приводы с разными видами движения

Привод с колебательно-вращательным движением построен на основе генератора колебаний угловой частоты вращения (рис. 2.27) и предназначен для периодического изменения угловой частоты вращения выходного вала, для полу-чения регулируемого колебательно-вращательного движения.

Привод состоит из ЭД исходного вращательного движения, соединенного посредством упругого элемента, например торсиона, с генератором колебаний угловой частоты вращения, показанным на рис. 2.27 (ЭД и торсион не показаны).

Генератор колебаний состоит из электромагнитного индуктора 3 с явно выраженными полюсами 4, в воздушном зазоре которого размещается зубчатый ротор 5, жестко закрепленный на валу /. Вал / проходит сквозь отверстие 2 в индукторе и вращается в шарикоподшипниковых опорах, установленных в корпусе индуктора 5 и в немагнитном фланце 6. Оба выхода вала /




Рис. 2.27. Генератор колебаний угловой частоты вращения

имеют шпоночные пазы и резьбу, один из концов вала сопрягается с нагрузкой, другой - посредством упругого в тангенциальном направлении элемента (тор-сиона) с валом ЭД.

Напряжение питания подается на ЭД, который через торсион вращает вал / с постоянной частотой вращения. При подаче напряжения на индуктор 3 (от регулируемого источника питания) в его воздушных зазорах создается магнитное поле. Напряженность этого поля максимальна между полюсами 4. При вращении вала 1 в зубцах ротора 5 при прохождении между полюсами индуктора наводятся вихревые токи, взаимодействие которых с магнитным по лем индуктора вызывает торможение ротора, что приводит к закручиванию тор-сиона. При выходе зубцов ротора из области полюсов тормозной момент исчезает, а предварительно закрученный торсион ускоряет вращение вала. Аналогично процесс торможения - ускорения вала / происходит при прохождении каждого полюса индуктора. В данной конструкции число торможений-ускорений вала за оборот равно шести. Это приводит к периодическим колебаниям угловой частоты вращения вала относительно номинальной частоты вращения приводного ЭД. Зубцы ротора 5 прямоугольной формы обеспечивают близкий к синусоидальному закон изменения угловой частоты вращения вала /. Амплитуда колебаний частоты вращения вала регулируется изменением напряжения питания индуктора.

Привод с прерывистым вращением выходного вала построен на основе механизма Максимова (рис. 2.28) и предназначен для преобразования непрерывного вращательного движения во вращательное с остановками.



Рис. 2.28. Механизм преобразования непрерывного вращательного движения во вращательное с остановками



привод содержит приводной ЭД (не показан); ведущее 3 и ведомое 7 звенья соединенные соответственно с ведущим 4 и ведомым 8 валами; постоянный магнит 5, закрепленный на ведущем звене 3; магнитонепроницаемую неподвижную перегородку 1 в виде сектора, размещенную в зазоре 6 между ведущим и ведомым звеньями и жестко соединенную связью 2 с корпусом 9.

Приводной ЭД непрерывно вращает с определенной частотой вращения ведущий вал 4 и ведущее звено 3 с размещенным на нем постоянным магнитом 5. При этом под действием магнитного поля постоянного магнита 5 ведомое звено 7, выполненное из ферромагнитного материала, увлекается за ведущим звеном 3 и синхронно вращается вместе с ним. В зоне расположения магнитоне-проницаемой перегородки 1 (на чертеже в секторе 180°) магнитное взаимодействие постоянного магнита 5 с ведомым звеном 7 нарушается (перегородка / -окранирует магнитное поле магнита 5) и ведомый вал 8 под действием сопротивления нагрузки останавливается. При выходе из зоны перегородки / магнитная связь ведущего и ведомого звеньев восстанавливается. Так осуществляется преобразование непрерывного вращательного движения во вращательное с периодическими остановками.

Высота ведомого звена определяется зоной экранирования магнитного поля перегородкой, а передаваемый вращающий момент - энергией постоянного магнита, конструктивными размерами, в том числе зазором между ведущим и ведомым звеньями.

Привод характеризуется простотой конструкции, отсутствием источников питания и системы управления, большой долговечностью благодаря бесконтактной работе его элементов. Расчет такого механизма может быть проведен по [75].

2.4. СТАРТСТОПНЫЕ ПРИВОДЫ

Используются стартстопные приводы (ССП) практически во всех отраслях промышленности в системах автоматики, где необходимо дискретное управление подвижными элементами. Они строятся на основе шаговых ЭД, храповых механизмов, механизмов преобразования непрерывного движения в дискретное и т. п. Такие приводы достаточно подробно рассмотрены, особенно на основе шаговых ЭД в [103, 133]. Электромагнитные ССП с храповыми и другими механизмами рассмотрены в гл. 3, а с механизмами преобразования непрерывного движения в дискретное -в § 2.3.

Рассмотрим стартстопные приводы на основе стартстопиых муфт (ССМ), управляемых ЭМ.

Типовой ССП (рис. 2.29, а) содержит приводной ЭД 8, на валу которого установлен шкив 10 плоскозубчатой ременной передачи 9 с передаточным отношением tp.n. Второй шкив 7 закреплен на консоли червячного вала 6. Червяк находится в зацеплении с червячным колесом 12, установленным на Втулке 13 ССМ 15. При отключенной ССМ 15 червячное колесо 12 вместе со втулкой 13 свободно вращается на валу 14. При включенной ССМ 15 вращение передается иа вал 14. На валу 14 в данном механизме жестко установлены диск 5 с кривошипом 20 и ведущим пальцем (роликом) 21, взаимодействующим с пазом 22 мальтийского креста 17, жестко закрепленного на выходном валу /, и устройство фиксации 4. Самопроизвольный поворот мальтийского креста 17 во время свободного вращения червячного колеса 12 предотвращается стопор-



0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 [16] 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116


0.0102