Электродвигатель

 

Изобретение относится к электродвигателям специальных типов. Электродвигатель содержит установленный на валу ротор, а также диэлектрический статор, на котором и установлены секторные электроды из проводников, разделенные диэлектрическими промежутками с выступами, при этом в пространство между ротором-и выступами статора помещена электрореологическая жидкость. Ротор электродвигателя выполнен с гибкой поверхностью, причем поверхность ротора в исходном состоянии упирается в выступы статора, длина внешней окружности ротора не меньше длины окружности, соответствующей выступам статора, а электроды статора подключены к фазовращающему устройству. Электродвигатель может быть выполнен в двух вариантах . По первому варианту ротор может быть выполнен на твердой основе с проводником на ее поверхности, при этом на твердую основу с проводником надета гибкая оболочка из диэлектрика. По второму варианту гибкий ротор может быть целиком выполнен из гибкого диэлектрика, а на выступах статора установлены дополнительные электроды . Устройство обеспечивает устойчивую работу на малых оборотах, высокий момент, надежную регулировку скорости вращения, надежную фиксацию ротора в исходном и конечном положениях и может быть использовано в производстве средств автоматики и в приборостроении. 3 з.п. ф-лы, 7 ил. If

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 Н 02 N 11/ОО

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ "::." К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4666120/25 (22) 23.03,89 (46) 07.11.91. Бюл. М.41 (72) В,В.Арсеньев (53) 637.223 {088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1104620, кл. H 02 К41/06, 1984.

Авторское свидетельство СССР

¹ 1054861, кл. Н 02 N 1/10, 1983, (54) ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ (57) Изобретение относится к электродвигателям специал ьн ых ти пав. Электродвигатель содержит установленный на валу ротор, а также диэлектрический статор, на котором и установлены секторные электроды из проводников, разделенные диэлектрическими промежутками с выступами, при этом в пространство между ротором и выступами статора помещена электрореологическая жидкость. Ротор электродвигателя выполнен с гибкой поверхностью, причем поверхность ротора в исходном состоянии

Изобретение относится к области электрических машин особых типов и может .быть использовано при создании- средств автоматики и в приборостроении.

Электродвигатель может быть выполнен в двух вариантах. Первому варианту соответствует фиг. 1, 2, 3, второму — фиг. 4, 5, 6.

На фиг. 1 показан первый вариант электродвигателя (в поперечном разрезе); ва фиг.2 дан продольный разрез первого варианта электродвигателя; на фиг. 3 дан мест„, . Ж „„1690148 А1 упирается в выступы статора, длина внешней окружности ротора не меньше длины окружности, соответствующей выступам статора, а электроды статора подключены к фазовращающему устройству. Электродвигатель может быть выполнен в двух вариантах. По первому варианту ротор может быть выполнен на твердой основе с проводником на ее поверхности, при этом на твердую основу с проводником надета гибкая оболочка из диэлектрика, По второму варианту гибкий ротор может быть целиком выполнен из гибкого диэлектрика, а на выступах статора установлены дополнительные электроды, Устройство обеспечивает устойчивую работу на малых оборотах, высокий момент, надежную регулировку скорости вращения, надежную фиксацию ротора в исходном и конечном положениях и может быть использовано в производстве средств автоматики и в приборостроении. 3 з.п. ф-лы, 7 ил. нь1й разрез (фрагмент) первого варианта электродвигателя (при запитанных электродах); на фиг. 4 показан второй вариант электродвигателя (в поперечном разрезе); на фиг. 5 дан продольный разрез второго варианта электродвигателя; на фиг. 6 дан местный разрез второго варианта электродвигателя (при запитанных электродах); на фиг. 7 дана схема электропитания электродов двигателя.

По всем вариантам (фиг, 1-7) электродвигатель содержит диэлектрический ста1690148 тор 1 и злектрореологическую жидкость 2.

На статоре 1 установлены проводниковые электроды 3, между которыми имеются выступы 5, В согтав двигателя входит ротор 4, установленный на валу двигателя. В пространство., ограниченное выступами стато: ра и ротором 4, помещена электрореологическая жидкость (или электрореологическая жидкая смесь). Злектрареоло ги ческая жидкость 2 (или электро реологическая суспензия) помещена в пространство, ограниченное выступами статора и ротором 4 (фиг. 2, 5).

Особенностью двигателя является то, что ротор 4 двигателя выполняется с гибкой поверхностью, причем поверхность ротора

4 при отсутствии питания электродвигателя упирается в выступы 5 GTBTop8 1. Длина внешней окружности гибкого ротора 4 мо;,жет быть не меньше длины окружности, со ответствуюьцей выступам 5 статора 1, Электроды 3 статора подключаются к фаэовращающемуся устройству 6 (фиг. 7). Гибкий ротор 4 может быть и эллиптическим.

В качестве фазовращающего устройства 6 можно использовать распределители или генераторы многофазного напряжения, Можно использовать и обычную многофазную сеть.

По первому варианту (фиг, 1, 2, 3) ротор 4; выполняется в виде твердой цилиндрической диэлектрической основы 7, на поверх ность которой нанесен слой 8 проводника, и на эту твердую основу 7 со слоем 8 проводника надета гибкая оболочка 9 из диэ лектрика (полимера или резины, . Таким образом, ротор 4 в варианте по фиг. 1 — 3 получается как комбинация из твердой сердцевины со слоем 8 проводника и гибкой оболочки 9.

По второму варианту (фиг..4, 5, 6) ротор

4 целиком может быть выполнен из ибкого диэлектрика (например, в виде полимерного или резинового цилиндра на валу). При этом на статоре 1 устанавливаются дополнительные электроды 10, которые располагаются на выступах 5, Электроды 10 (как и электроды 3) могут быть подключены к фазовраьцающемуся устройству 6 (или распределителю). Гибкий ротор 4 можно выполнять и иэ проводящей резины или полимера, Таким образом, вариант по фиг. 1-3 имеет более простой статор 1, но более сложный ротор 4, а вариант по фиг. 4-6, наоборот, имеет более простой ротор 4, но более сложный статор 1.

Благодаря ограниченному применению металлов, которые идут только на изготовление электродов 3 или 10 и тонкого покры5

55 тия-слоя 8, и использованию легких материалов-диэлектриков (пластмасс и полимеров скоб предлагаемый электродвигатель получается весьма легким и технологичным. Отсутствие массивных деталей снижает и габариты двигателя.

При сборке двигателя (фиг. 1, 4) гибкий ротор 4 сначала вкладывается в одну (полуокружную) половину статора 1, а затем, закрывается второй полуокружной половиной статора 1, которую скрепляют с первой половиной. Так обеспечивается посадка с натягом гибкого ротора 4 в круглой росточке статора 1.

Электродвигатель работает следующим образом.

При отсутствии питания электродов гибкий ротор 4, сцепляясь с выступами 5 (фиг, 1, 4), надежно фиксируется в неподвижном положении.

При подаче питания на электроды 3 (фиг. 1, 3) последние. создают электрическое поле. При этом, вследствие того, что электроды 3 подключены к фазовращающемуся устройству 6 (или распределителю), электрическое поле статора (фиг. 1, 3) носит характер бегущего (вращающегося) поля. С помощью фазовращающего устройства 6 (или распределителя, фиг. 7) можно поочередно запитывать все электроды 3 (по два и более сразу), фиг. 1, 3. При этом между одним из электродов 3 (фиг. 1, 3) и слоем 8 проводника ротора 4 возникает электрическое поле, равно как между соседним электродом 3 и слоем 8 проводника ротора 4. (т.е, например, один электрод 3 подключается к плюсу фазовращающего устройства 6, а соседний с ним электрод 3 одновременно подключается к минусу фазовращающего устройства 6). Аналогично, можно подключать и по четыре, шесть, восемь и т.д, электродов 3 к выходу устройства 6. Вследствие возникновения электрического поля между определенными электродами 3 и кольцевым слоем 8 проводника ротора 4 (фиг. 3), электрореологическая жидкость, находящаяся в электрическом поле, начинает вспухать или увеличиваться в объеме (Динамика процессов переноса в реологически сложных средах, ред, Шульмана 3.П., Минск, 1978, стр.

158-161). Данное вспухание электрореологической жидкости лод запитанными электродами 3 (фиг. 3) приводит к ее давлению на гибкую оболочку 9 ротора. Оболочка 9 немного прогибается (фиг. 3) и отходит от выстуг1ов 5. Вследствие того, что электроды 3 по окружности статора t (фиг, 1, 3) залитываются поочередно, и, соответственно, вспухание злектрореологической жидкости в промежутках между выступами тоже про1690148 исходит поочередно (в соответствии с коммутацией распределителя-устройства 6, фиг, 7) между гибким ротором 4 и статором

1 (фиг. 1. 3) возникают бегущие волны сцеплений. Начинает действовать волновое сцепление (перистальтика). Гибкий ротор 4 начинает медленно проворачиваться, Вследствие волнового сцепления гибкого ротора 4 с выступами 5 статора и движущимися пучностями электрореологической жидкости (фиг. 1, 3). скорость вращения ротора получается малой, а момент, соответственно весьма большим. Изменяя частоту коммутации распределителя-устройства 6, можно менять и скорость медленного вращения.

Вариант по фиг. 4 — 6 работает во многом аналогично варианту по фиг. 1-3. Здесь (фиг, 4-6) поочередное запитывание электродов 3 и 10 также создает бегущие волны вспухания жйдкости, волны вспухающей жидкости, деформируя гибкий ротор 4, создают в нем бегущие деформации, вращающие ротор 4. При запитывании электродов целесообразно электроды 3 подключать к одной полярности напряжения, а электроды

10 — к другой полярности напряжения. С помощью волнового взаимодействия ротора 4 с выступами 5 и пучностями электрореологической жидкости ротор 4 проворачивается в нужную сторону.

При отключении питания ротор 4, сцепляясь с выступами 5 (фиг. 4), надежно фиксируется в неподвижном положении.

К сказанному можно добавить, что электродвигатель (фиг. 4 — 6) может работать и без электродов 10, т.е. если выступы 5 будут чисто диэлектрическими. В этом случае вспухание электрореологической жидкости будет обеспечиваться одними электродами

3. Наличие электродов 10 улучшают работу

5 двигателя (фиг. 4-6), обеспечивая более совершенную геометрию для процессов волнообразования.

Формула изобретения

10 1. Электродвигатель, содержащий ротор и диэлектрический статор, на котором установлены секторные проводниковые электроды, разделенные диэлектрическими и ромежутками, и эиектрореологическую

15 жидкость в рабочем зазоре,отл и ч а ю щ ий с я тем, что, с целью повышения вращающегося момента, устойчивости вращения на малых оборотах, надежности регулировки частоты вращения и обеспечения надежной

20 фиксации ротора, ротор выполнен с гибкой поверхностью, между электродами статора имеются выступы, в которые упирается поверхность ротора, при этом электрореологическая жидкость помещена в пространство

25 между выступами, а электроды статора подключены к фазовращающему устройству.

2. Электродвигатель по и. 1, о т л и ч а юшийся тем, что ротор выполнен на твердой основе с кольцевым проводником на ее

30 поверхности, при этом на твердую основу с проводником надета гибкая оболочка из диэлектрика.

3, Электродвигатель по и. 1, о т л и ч à юшийся тем, что ротор целиком выполнен

35 из гибкого диэлектрика.

4. Электродвигатель по пп. 1 и 3, о т л ич а ю щи и с я тем, что на выступах между электродами статора установлены дополнительные электроды.

1690148

1690148

Vu2.

Редактор Н.Тупица

Заказ 4614 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбйнет ? агент, г. Ужгород, Ул.гагарина, 101

Составитель A.Àëáóë

Техред М.Моргентал

Корректор Н.Ревская