CN104868693A - 带有测速功能的混合励磁式制动器 - Google Patents
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Abstract
带有测速功能的混合励磁式制动器。本发明涉及一种带有测速功能的混合励磁式制动器。摩擦盘的使用必然会降低制动器的使用寿命，从而造成制动失败，影响周围设备的使用安全。所述的电机输出轴上设置有与其同轴的转子，所述的转子外侧面连接两块永磁磁钢，所述的转子设置在两个定子内部，且转子与两个定子同轴设置 ，两个定子与两块永磁磁钢一一对应，所述的两个定子之间设置有绕制在环形线圈架上的环形励磁线圈，且所述的环形励磁线圈的绕制方向与所述的电机输出轴轴向相垂直，所述的两个定子与所述的环形励磁线圈均设置在电动机机壳内，所述的电动机机壳上沿径向开有工作气隙，所述的电动机机壳的一侧与后盖壳拆卸连接。本发明用于混合励磁式制动器。
Description
技术领域
本发明涉及一种带有测速功能的混合励磁式制动器。
背景技术
在现今工业自动化系统中，制动器已经应用在工业中的各个角落，如航天机械臂的姿态保持，汽车轮胎制动器，电梯制动器等；现今的常用的制动器多为电励磁结构，它们的工作原理大多使用机械弹簧压缩衔铁，通过衔铁及摩擦盘的作用来产生制动转矩。摩擦盘的使用必然会降低制动器的使用寿命，从而造成制动失败，影响周围设备的使用安全。同时对于电励磁结构的制动器，要想得到较大的制动转矩，就必须增大电磁式制动器的电负荷，从而使得制动器的铜耗增大，造成能源的浪费。此外，现有的制动器在非制动状态下不具有测速功能，无法测得电机的转速。
发明内容
本发明的目的是提供一种不仅能提高现有的电磁式制动器的制动转矩，同时在非制动状态下还可以进行同轴电机测速的带有测速功能的混合励磁式制动器。
上述的目的通过以下的技术方案实现：
一种带有测速功能的混合励磁式制动器，其组成包括：永磁磁钢7、环形励磁线圈1、两个定子2、转子3、电机输出轴4，所述的电机输出轴4上设置有与其同轴的转子3，所述的转子3外侧面连接两块永磁磁钢7，所述的转子3设置在两个定子2内部，且转子3与两个定子2同轴设置 ，两个定子2与两块永磁磁钢7一一对应，所述的两个定子2之间设置有绕制在环形线圈架上的环形励磁线圈1，且所述的环形励磁线圈1的绕制方向与所述的电机输出轴4轴向相垂直，所述的两个定子2与所述的环形励磁线圈1均设置在电动机机壳5内，所述的电动机机壳5上沿径向开有工作气隙8，所述的电动机机壳5的一侧与后盖壳6可拆卸连接。
所述的带有测速功能的混合励磁式制动器，所述的定子2的内圆周面上以及转子3的外圆周面上分别均匀分布设置有多个齿槽，定子2的内圆周面上的每相邻两个齿槽之间的部分为定子齿，转子3的外圆周面上的每相邻两个齿槽之间的部分为转子齿，所述的定子2的各个齿槽的宽度相等，所述的转子3的各个齿槽的宽度也相等，定子2的内圆周面上的多个齿槽与转子3的外圆周面上的多个齿槽一一对应设置。
所述的带有测速功能的混合励磁式制动器，两块所述的永磁磁钢7设置在所述的转子3的同一轴线的一对齿上。
所述的带有测速功能的混合励磁式制动器，每块所述的永磁磁钢7设置在所述的转子3的多个齿槽上，或者设置在转子3的多个转子齿上。
所述的带有测速功能的混合励磁式制动器，所述的永磁磁钢7横向设置在转子齿的齿顶端。
所述的带有测速功能的混合励磁式制动器，所述的永磁磁钢7竖向设置在转子齿上。
所述的带有测速功能的混合励磁式制动器，所述的永磁磁钢7横向设置在两个定子齿之间的齿根顶端上。
所述的带有测速功能的混合励磁式制动器，所述的永磁磁钢7设置在两个转子齿之间的齿根上。
有益效果：
1.本发明的制动器转子上设置有一对永磁体，在电励磁的基础上增加了永磁励磁。永磁体的引入可以增加制动器的输出转矩。
2.本发明的制动器的绕组不通电时，由于制动器和电机主轴相连，当电机旋转时，在制动器的绕组内可以产生单相的感应电势，从而可以测得电机的转速。
3.本发明的电机的结构简单，控制方便，可靠性高。
附图说明：
附图1是本发明的结构示意图。
附图2是附图1的右视图。
附图3是附图1的左视图。
附图4是永磁磁钢横向设置在转子齿上的安放示意图。
附图5是永磁磁钢竖向设置在转子齿上的安放示意图。
附图6是永磁磁钢横向设置在两个定子之间的安放示意图。
附图7是永磁磁钢设置在两个转子之间的安放示意图。
具体实施方式：
实施例1
结合附图1、3说明，一种带有测速功能的混合励磁式制动器，其组成包括：永磁磁钢7、环形励磁线圈1、两个定子2、转子3、电机输出轴4，所述的电机输出轴4上设置有与其同轴的转子3，所述的转子3外侧面连接两块永磁磁钢7，所述的转子3设置在两个定子2内部，且转子3与两个定子2同轴设置 ，两个定子2与两块永磁磁钢7一一对应，所述的两个定子2之间设置有绕制在环形线圈架上的环形励磁线圈1，且所述的环形励磁线圈1的绕制方向与所述的电机输出轴4轴向相垂直，所述的两个定子2与所述的环形励磁线圈1均设置在电动机机壳5内，所述的电动机机壳5上沿径向开有工作气隙8，所述的电动机机壳5的一侧与后盖壳6可拆卸连接。
实施例2
结合附图2说明，实施例1所述的带有测速功能的混合励磁式制动器，所述的定子2的内圆周面上以及转子3的外圆周面上分别均匀分布设置有多个齿槽，定子2的内圆周面上的每相邻两个齿槽之间的部分为定子齿，转子3的外圆周面上的每相邻两个齿槽之间的部分为转子齿，所述的定子2的各个齿槽的宽度相等，所述的转子3的各个齿槽的宽度也相等，定子2的内圆周面上的多个齿槽与转子3的外圆周面上的多个齿槽一一对应设置。
实施例3
结合附图2说明，实施例1所述的带有测速功能的混合励磁式制动器，两块所述的永磁磁钢7设置在所述的转子3的同一轴线的一对齿上。
实施例4
结合附图2说明，实施例1所述的带有测速功能的混合励磁式制动器，每块所述的永磁磁钢7设置在所述的转子3的多个齿槽上，或者设置在转子3的多个转子齿上。
实施例5
结合附图4说明，实施例1所述的带有测速功能的混合励磁式制动器，所述的永磁磁钢7横向设置在转子齿的齿顶端。
实施例6
结合附图5说明，实施例1所述的带有测速功能的混合励磁式制动器，所述的永磁磁钢7竖向设置在转子齿上。
实施例7
结合附图6说明，实施例1所述的带有测速功能的混合励磁式制动器，所述的永磁磁钢7横向设置在两个定子齿之间的齿根顶端上。
实施例8
结合附图7说明，实施例1所述的带有测速功能的混合励磁式制动器，所述的永磁磁钢7设置在两个转子齿之间的齿根上。
沿着制动器的轴向方向，定转子轴向中段的环形中空结构设置有环形绕组线圈，线圈的绕制方向与轴向垂直。对于定子与转子齿槽的数目必须相同，本发明制动器设计的齿槽数为16，也可以根据实际的设计需求改变定转子圆周方向齿槽的数目。环形励磁线圈的通电方式为直流。制动器的定子、转子、永磁磁钢及环形绕组线圈均为同轴设置。本发明产生制动转矩的原理采用混合励磁式，可以大大提高制动器的出力，同时增加了一种其他制动器未有的新功能，即在非制动状态下可以进行同轴电机测速功能。
当制动器绕组通入直流电时，在定子中产生磁动势与永磁磁势发生相互作用，磁力线首先通过制动器一侧的定子轭、定子齿、工作气隙、转子齿及转子轭在经过另一侧的定转子齿、轭等部位形成闭合回路。本发明是以制动器的定转子齿数等于16为例，并且保持齿宽及槽宽相同，同样也可以设计为其他齿数以满足不同场合对于转矩范围的要求。
本发明的工作原理：由于定转子齿槽效应的存在，气隙磁导的变化率不均匀，在绕组磁动势及永磁磁动势的作用下即可产生制动转矩，即制动器的制动转矩。制动器断电时，由于其转子与电机同轴相连，此时既可以在制动器的环形绕组端测得感应电势的波形，从而得知电机转速。
当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种带有测速功能的混合励磁式制动器，其组成包括：永磁磁钢（7）、环形励磁线圈（1）、两个定子（2）、转子（3）、电机输出轴（4），其特征是：所述的电机输出轴（4）上设置有与其同轴的转子（3），所述的转子（3）外侧面连接两块永磁磁钢（7），所述的转子（3）设置在两个定子（2）内部，且转子（3）与两个定子（2）同轴设置 ，两个定子（2）与两块永磁磁钢（7）一一对应，所述的两个定子（2）之间设置有绕制在环形线圈架上的环形励磁线圈（1），且所述的环形励磁线圈（1）的绕制方向与所述的电机输出轴（4）轴向相垂直，所述的两个定子（2）与所述的环形励磁线圈（1）均设置在电动机机壳（5）内，所述的电动机机壳（5）上沿径向开有工作气隙（8），所述的电动机机壳（5）的一侧与后盖壳（6）可拆卸连接。
2.根据权利要求1所述的带有测速功能的混合励磁式制动器，其特征是：所述的定子（2）的内圆周面上以及转子（3）的外圆周面上分别均匀分布设置有多个齿槽，定子（2）的内圆周面上的每相邻两个齿槽之间的部分为定子齿，转子（3）的外圆周面上的每相邻两个齿槽之间的部分为转子齿，所述的定子（2）的各个齿槽的宽度相等，所述的转子（3）的各个齿槽的宽度也相等，定子（2）的内圆周面上的多个齿槽与转子（3）的外圆周面上的多个齿槽一一对应设置。
3.根据权利要求2所述的带有测速功能的混合励磁式制动器，其特征是：两块所述的永磁磁钢（7）设置在所述的转子（3）的同一轴线的一对齿上。
4.据权利要求2所述的带有测速功能的混合励磁式制动器，其特征是：每块所述的永磁磁钢（7）设置在所述的转子（3）的多个齿槽上，或者设置在转子（3）的多个转子齿上。
5.根据权利要求2所述的带有测速功能的混合励磁式制动器，其特征是：所述的永磁磁钢（7）横向设置在转子齿的齿顶端。
6.根据权利要求2所述的带有测速功能的混合励磁式制动器，其特征是：所述的永磁磁钢（7）竖向设置在转子齿上。
7.根据权利要求2所述的带有测速功能的混合励磁式制动器，其特征是：所述的永磁磁钢（7）横向设置在两个定子齿之间的齿根顶端上。
8.根据权利要求2所述的带有测速功能的混合励磁式制动器，其特征是：所述的永磁磁钢（7）设置在两个转子齿之间的齿根上。
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