Быстродействующие электромеханические тормозные устройства для электродвигателей

• Автор: Бочкарев, Игорь Викторович
• Шифр специальности: 05.09.01
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 288 с. : ил.; 20х15 см

ПРЕДИСЛОВИЕ

Важнейшими путями развития всех отраслей народного хозяйства является их широкая механизация и автоматизация; повышение эффективности производственного оборудования на основе научно-технического прогресса и роста производительности труда.
Выполнение поставленных задач осуществляется на базе применения эффективных средств автоматизации, среди которых большую роль играют устройства точной остановки и фиксации валов приводных механизмов, позволяющие сократить непроизводительное рабочее время, т.е. время разгона и останова механизмов, уменьшить чистое время основных и подготовительных операций, зафиксировать рабочий орган приводного механизма в заторможенном состоянии, а также увеличить надежность и безопасность эксплуатации машин и механизмов. Эти устройства в настоящее время выполняются, в основном в виде механического тормоза, сочлененного с приводным механизмом [I]. Широко известные способы электрического торможения механизмов с электрическим приводом в устройствах точной остановки и фиксации не приемлемы, поскольку только механическое торможение является единственным способом остановки механизма после прекращения подачи электроэнергии и удержания вала в заторможенном состоянии. Этот способ позволяет обеспечить большое число торможений в единицу времени при постоянстве тормозного момента, надежно фиксировать вал электродвигателя при отключении сети, сократить количество элементов аппаратуры управления. Благодаря этим преимуществам, область применения и объемы выпуска электродвигателей с тормозными электромеханическими устройствами постоянно, расширяется.

Следовательно, создание надежных электромеханических тор мозных устройств с высокими технико-экономическими показателями является важной и актуальной практической задачей. Однако, несмотря на значительное количество исследований, посвященных данной проблеме, в настоящее время промышленность не обеспечивает существующие потребности в встраиваемых тормозных устройствах, полностью обеспечивающих выполнение предъявляемых к ним требований. Одной из причин является отсутствие математических моделей, достаточно точно описывающих физические процессы, протекающие в тормозных устройствах, а также инженерных методик проектирования этих устройств. По-прежнему актуальной остается разработка новых эффективных конструкций и схем управления тормозами. Известные результаты исследований по отдельным проблемам теории и расчета тормозов рассеяны в различных статьях в журналах и сборниках, что весьма затрудняет их практическое использование. Своей книгой автор попытался восполнить этот пробел.
Предлагаемая работа является попыткой сконцентрировать и систематизировать сведения об электромеханических тормозных устройствах. Она имеет прикладную направленность и базируется в основном на исследованиях и разработках, выполненных на кафедре «Электромеханика» Кыргызского технического университета, а также обобщает известные материалы. В книге описаны наиболее распространенные и перспективные конструкции и схемы управления тормозных устройств, встраиваемых в электродвигатели, рассмотрены основные вопросы их теории, расчета и конструирования, рекомендованы направления по созданию новых и улучшению известных тормозных устройств, а также приведены результаты разработки устройств диагностики их состояния. Автор надеется, что последовательное изложение материала от рассмотрения основных теоретических вопросов и анализа физических процессов, протекающих в тормозных устройствах, до инженерных методик их расчета и конструирования позволит не только понять физику работы и осуществлять практические расчеты тормозных устройств для заданных конкретных механизмов, но и явится базой для исследования и раз-

вается или полем постоянного магнита (см. рис. 1.20), или специальным механическим фиксатором, управление которым обеспечивается за счет аксиальных перемещений якоря. Конструктивно такие ЭФТ могут содержать один [37, 38] или два [39] электромагнита, причем питание на них подается только во время движения якоря.
В заключение отметим, что рассмотренные конструкции конечно же не охватывают все возможные конструктивные варианты ЭФТ, а содержат лишь сведения о принципиальных и наиболее типичных технических решениях.

1.4. Анализ схем управления тормозами

Схема управления служит для подключения обмотки растормаживающего электромагнита к источнику питания и формирования заданного закона изменения подводимого к ней напряжения. Тормоз может иметь общий с электродвигателем источник питания, например, подключаться непосредственно к его фазным обмоткам, или питаться от отдельного источника. Питание от источника переменного тока осуществляется через выпрямитель и подобные устройства называются ЭМТУ со встроенным выпрямителем. Некоторые СУ показаны на рис. 1.22 [4].
От СУ в значительной степени зависят технико-экономические показатели ЭМТУ. Классификация СУ по функциональноконструктивным признакам приведена на рис.1.23. При этом нередко одна и та же схема выполняет сразу несколько функций, причем выполнение одной функции часто невозможно без выполнения другой.
Схемы управлении с форсировкой размыкания электромеханического фрикционного тормоза. Форсированное размыкание ЭФТ обеспечивается форсировкой срабатывания растормаживающего электромагнита путем форсировки нарастания его тока. Схемы форсировки позволяют не только улучшить параметры быстродействия ЭФТ при размыкании, но и обеспечивают возможность уменьшения его массогабаритных показателей и времени замыкания за счет уменьшения тока электромагнита после его срабатывания [40].
Форсировка размыкания ЭФТ пусковым током двигателя