Моментный электрический двигатель

 

МОМЕНТНЫЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ДВИГАТЕЛЬ , содержащий кольцевой магни- . топровод, внутри которого размещен индуктор, выполненный из радиально намагниченного, постоянного магнита, установленного на магнитопроводящем валу, обмотку управления, охватывающую магнитопровод, и дополнительный магнитопровод, расположенный соосно с кольцевым магнитопроводом, о тл и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью увеличения энергетических показателей и повышения надежности, кольцевой магнитопровод выполнен с пазами , в которых размещена обмотка управления, и закреплен неподвижно на индукторе, а на дополнительном магнитопроводе со стороны,, обращенной к кольцевому .магнитопроводу, выполнены выступы.S го со

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (l9) (11)

3(5D

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ

l с а

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

Па ДЕЛАМ ИЗОБ ЕТЕНИЙ И OTHPblTMA

H АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВЪ (21) 3441721/24-07 (22) 25 ° 05 ° 82 (46) 07,02.84. Вюл, М 5 (72) В.И.Волчихин (71) Воронежский политехнический институт (53) 621.313..2(088 ° 8) (56) 1. Столов Л.И. и др. Моментные двигатели с постоянными магнитами.

M. Энергия, 1977. С.114, рис. 33.

2. Авторское свидетельство СССР

9 888866115599, кл. Н 02 К 26/00, 1981 (прототип) . (54)(57) MOMEHTHblA ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ДВИГАТЕЛЬ, содержащий кольцевой магнитопровод, внутри которого размещен индуктор, выполненный из радиально намагниченного. постоянного магнита, установленного на магнитопроводящем валу, обмотку управления, охватывающую магнитопровод, и дополнительный магнитопровод, расположенный соосно с кольцевым магнитопроводом, о тл и ч а ю шийсятем, что, с целью увеличения энергетических пср<азателей и повышения надежности, кольцевой магнитопровод выполнен с пазами, в которых размещена обмотка управления, и закреплен неподвижно на индукторе, а на дополнительном магнитопроводе со стороны,,обращенНой к кольцевому магнитопроводу, вы полнены выступы.

С2

1072199

Изобретение относится к электрическим машинам, преимущественно к моментным электродвигателям постоянного тока с ограниченным углом поворота, и может быть использовано в системах автоматики, сканирующих и . корректирующих устройствах, в качест- ве электромеханических датчиков, в приборостроении и т.д.

Известен моментный электрический . двигатель с ограниченным углом поворота, состоящий из магнитопровода, индуктора, который представляет собой постоянный .магнит,. одним полюсом закрепленный к магнитопроводу, а на другом полюсе расположен цилинд-35 рический стальной полюс. Стальной полюс и магнитопровод совместно образуют равномерный воздушный зазор, в котором помещается обмотка управления (13.

Однако обмотка ущ>авления двигателя расположена между индуктором и магнитопроводом, механически не связана ни с одним из них, поэтому для ее удержания в воздушном зазоре необходимо специальное устройство, значительно усложняющее конструкцию машины и технологию ее изготовления.

Кроме этого, относительно обмотки управления конструкция двигателя имеет два технологических зазора — co стороны индуктора и со стороны магнитопровода, что снижает ;:нергетические показатели, увеличивает расход материала и объем всей машины.

Известен также ломентный электри- >5 ческий двигатель с ограниченным углом поворота. Конструкция данного двигателя состоит из цилиндрического радиально-намагниченного постоянного магнита, который охвачен кольцевым 40 магнитопроводом. Между индуктором и магнитопроводом имеется воздушный зазор, в котором размещена обмотка управления. Одной стороной обмотка закреплена к индуктору и охватывает кольцевой магнитопровод. Для того, чтобы магнитная цепь была замкнута, вал двигателя, на котором крепится индуктор с обмоткой управления, выполнен из магнитного материала, а по торцам двигателя размещены дополнительные магнитопроводы, жестко связанные с основным кольцевым магнитопроводом. Конструкция двигателя позволяет значительно повысить энергетические показатели н надежность, увеличить угол поворота 23.

Однако обмотка управления, расположенная в пространстве между индуктором и кольцевым магнитопроводом, совместно с технологическим зазором 60 между обмоткой и магнитопроводом составляют значительный по величине немагнитный зазор, что в большей степени снижает э нергетические показ атели машины, увеличивает ее габариты и вес.

Кольцевоф магнитопровод, относительно которого перемещается обмотка управления, жестко связана с дополнительным магнитопроводом, что не исключает удара обмотки управления о дополнительный магнитопровод и может привести к ее повреждению, снижает надежность машины.

Как отмечалось, обмотка управлейия охватывает кольцевой магнитопровод и перемещается относительно него, следовательно, между катушкой и магнитопроводом должен быть минимально допустимый воздушный зазор, а этого можно достичь, производя намотку обмотки управления в собранном состоянии машины, что значительно усложняет технологию ее изготовления.

Цель изобретения — увеличение энергетических показателей и повышение надежности моментного электрического двигателя с ограниченным углом поворота.

ПосТавленная цель достигается тем, что в двигателе, содержащем кольцевой магнитопровод, внутри которого размещен индуктор, выполненный из радиально намагниченного постоянного магнита, установленного на магнитопроводящем валу, кольцевой магнитопровод .выполнен с пазами, в которых размещена обмотка управления, и закреплен неподвижно на индукторе, а на дополнительном магнитопроводе со стороны, обращенной к кольцевому магнитопроводу, выполнены выступы.

На фиг. 1 изображен предлагаемый моментный электрический двигатель; на фиг. 2 — сечение A-A на фиг. 1.

Рассмотрим конструкцию и принцип действия двигателя с одной обмоткой управления, одним выступом на дополнительном магнитопроводе и одним пазом на кольцевом магнитопроводе.

Практически выступов и пазов может быть несколько, однако при этом будет уменьшаться угол поворота двигателя.

Моментный электродвигатель содержит обмотку 1 управления, которая уложена в паз 2 кольцевого магнитопровода 3. Паз 2 кольцевого магнитопровода 3 может быть любой формы и обязательно выполнен со стороны выступа. 4 и внутренней части магнитопровода 3. Именно этим достигается положительный эффект, С двух других сторон выполнение паза не обязательно, это зависит от условий насыщения магнитопровода 3 и от внешних размеров двигателя. В нашем примере паз выполнен только с двух сторон, причем паз прямоугольного сечения. Витки обмотки 1 управления укладываются в паз 2, охватывая магнитопровод 3.

Кольцевой магнитопровод 3 внутренней своей поверхностью, не занятой пазом 2, напрессовывается на индук1072199

В предлагаемом устройстве по сравнению с известными в связи с тем, что обмотка управления вынесена из 6 рабочего зазора, значительно уменьшился немагнитный зазор.

Если в известном устройстве общий немагнитный зазор складывается из трех зазоров тор 5, представляющий собой цилиндри- нм = " + " ческий радиально намагниченный постонм г+ о янный магнит. Обмотка 1 управления, гДе о — ЗазоР межДУ обмоткой и коль кольцевой магнитопровод 3 и цилиндрицевым магнитопроводом (это ческий магнит (индуктор) 5 крепятся технологический зазор, вена валу б, изготовленном из магнитличина .которого может быть ного материала. Вал б консольно устаравна 0,15-0,25 мм); новлен в подшипниках 7, размещенных зазор между дополнительным в ступице 8. В ступицу 8 впрессован магнитопроводом и валом дополнительный магнитопровод 9 с (его величина из .технологивыступом 4. Конструкция двигателя ческих соображений может. имеет два воздушных зазора между приниматься равной также кольцевым магнитонроводом 3 и высту0,15-0,25 мм)у пом 4 дополнительного магнитопровоК вЂ” зазор, создаваемый обмоткой да 9 (о" „) и между дополнительным магуправления, он также немагнитопроводом 9 и валом 6 (>) . При 5 .нитный, так как обычно обработе Двигателя Обмотка 1 управления, мотка выполняется иэ немагс магнитопроводом 3, индуктором 5 и нитного материала (этот завалом б могут поворачиваться относизор определяется количесттельно дополнительного магнитопрововом в итк ов и диаметром прода 9 и ступицы 8 .

П

20 вода обмотки и имеет величиринцип работы машины рассматрива-, ну до нескольких миллиметется в генераторном режиме. ров, т.е, значительно больМагнитный поток создается индук+ dz) ° тором 5 и, исходя иэ внешней его ча- то в пРедлагаемом УстРойстве величисти, входит по всей длине окружности на немагнитного зазора будет равна в кольцевой магнитопровод 3. Причем

25 Д нм + 2. (фиг. 2) в теле магнитопровода 3 в

На практике этот зазор может быть точке. О магнитный поток равен нулю, равен 0,3-0 5 мм. т.е, ьеличина нет,е. это есть точка раздела всего.по магнитного зазора уменьшается на ветока, создаваемого индуктором „а личинУ, занимаемУю обмоткой Управледва IIoTQKB направленных отнфсительно точки 0 в разные стороны Величи-

Падение магнитодвижушей силы в ны потока в теле магнитопровона 3 воздушном зазоре определяется (вА) по мере приближения к-выступу 4 довыражением полнительного магнитопровода 9 увеличиваются. Причем поток будетi

Е = — В d" равномерно увеличиваться до точек N (нм

Р

К выступа 4. В зоне выступа 4 поток гДе Р.о — магнитнаЯ проницаемость войдет в воздушный зазор о . Следу- воздуха, Г/и; ет отметить, что в зоне воздушного

Вб- — индукция в возду ном за- зазора „a точке 0 он будет равен 40 з оре, Тл; нулю. Дальше по выступу 4, дополнивеличина немагнитного зательному магнитопроводу 9, воздушно- зора, м. му зазору с и валу б магнитная

Чем меньше зазор, тем меньше бу, цепь замкнется. дет падение, м,д.с. и выше поток в

B конструкции двигателя активной 45 воздушном зазоре, Следовательно, частью витка является вся его длина. предлагаемое Устройство позволЯет

Поэтому, если к обмотке управления значительно Увеличить магнитный приложить постоянное напряжение. то ток значит и вращающий момент, и магнитопровод 9 с выступом 4 придет повысить энеРгетические показатели во вращение, и наоборот если остаI 50 вить без движений магнитопровод 9 с Кольцевой магнитопровод, на котовыступом 4, тогда. будет вр аться Ром Расположена обмотка УпРавлениЯ, обмотка 1, магнитопровод 3, индуктор разделен с дополнительным магнитопро5 и вал б. Изменение направления вра- водом в области выстУпа воздУшным щения можно производить изменением . зазором, что -полностью исключает при полярности британия обмотки управле- работе соприкосновение обмотки управ 55 .ния. ления с вращающимися частями, повышает надежность машины.

Если в известном устройстве обмотка управлений по всему периметру

0 кольцевого магнитопровода должна иметь воздушный зазор, так как они перемещаются относительно друг дру

ra, то в предлагаемом устройстве обмотка плотно беэ зазора наматывается в пазы кольцевого магнитопровода, 1072199 б намотку тороицов . Все это эначитель но упрощает технологию изготовления машины, уменьшает трудоемкость ее изготовления.. Причем уложить обмотку можно в разобранном состоянии машины без применения сложной оснастки, на намоточной станке, на котором производят

А-А

Фиг.2

Составитель С.Шутова

Техред Л. Р артяшова

Редактор С.Пекарь

КорректорИ,Эрдейн

Филиал ППН Патент, r.Óæãîðîä, .ул.Проектная, 4

Закаэ.141/49 Тираж 667 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений н открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5