Двигатель с колебательным движением ротора

 

Использование: в колебательном, вибрационном электроприводе. Предложенный двигатель содержит явнополюсный статор 1 и поляризованный ротор 3. При этом число полюсов 4 ротора 3 равно числу полюсов 5 статора 1. В каждом из полюсов 5 статора 1 выполнены радиальные пазы 6, разделяющие их на два симметричных элемента и между которыми выполнена перемычка 8. В пазах полюсов 5 статора установлены дополнительные постоянные магниты 9, намагниченные таким образом, что обращенные друг к другу полюса дополнительных магнитов 9, расположенных в пазах соседних полюсов 5, имеют одинаковую.полярность . При включении обмотки 5 управления в зависимости от полярности приложенного напряжения магнитный поток , создаваемый обмоткой, будет складываться под одним элементом полюса с потоком ротора и вычитаться под другим, что вызывает появление движущего электромагнитного момента. Изобретение обеспечивает пропорциональность перемещения ротора двигателя в зависимости от величины входного сигнала при больших углах поворота ротора при обеспечении внутренней магнитной жесткости. 1 з.п. флы, 5 ил. СО С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si)s Н 02 К 33/16

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ (21) 4893650/07 (22) 24.12.90 (46) 07.02.93. Бюл. N. 5 (76) Г.И.Алексеев, Н.Н.Мрочковский и Е.В.Олешко (56) 1, Патент США М 3624574, кл. Н 01 F 7/08, 1986.

2. Патент США N. 42-87457, кл. Н 02 К 33/00, 1981, фиг.18. (54) ДВИГАТЕЛЬ С КОЛЕБАТЕЛЬНЫМ

ДВИЖЕНИЕМ РОТОРА (57) Использование: в колебательном, вибрационном электроприводе. Предложен. ный двигатель содержит явнополюсный статор 1 и поляризованный ротор 3. При этом число полюсов 4 ротора 3 равно числу полюсов 5 статора 1, В каждом из полюсов

5 статора 1 выполнены радиальные пазы 6, разделяющие их на два симметричных элемента и между которыми выполнена пере„„. Ж„„17Я4272 АЗ мычка 8, В пазах полюсов 5 статора установлены дополнительные постоянные магниты

9, намагниченные таким образом, что обра щенные друг к другу полюса дополнительных магнитов 9, расположенных в пазах соседних полюсов 5, имеют одинаковую полярность. При включении обмотки 5 управления в зависимости от полярности приложенного напряжения магнитный поток, создаваемый обмоткой, будет складываться под одним элементом полюса с потоком ротора и вычитаться под другим, что вызывает появление движущего электромагнитного момента, Изобретение обеспечивает пропорциональность перемещения ротора двигателя в зависимости от величины входного сигнала при больших углах поворота ротора при обеспечении внутренней магнитной жесткости. 1 э.п. флы, 5 ил.

1794272

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в колебательном, вибрационном .электроприводе в качестве пропорционального исполнительного элемента различных систем автоматического управления и сканирующих устройств.

Известны конструкции двигателей с колебательным движением поляризованного ротора, которые имеют достаточно большой угол поворота, но не имеют внутренней жесткости.

Известны также конструкции двигателей (преобразователей) с "магнитной пружиной", обеспечивающие пропорциональность между перемещением ротора и входным сигналом, но имеющими малый угол поворота выходного вала, Известны, кроме указанных выше, технические приемы обеспечения внутренней жесткости двигателей с колебательным движением ротора за счет введения дополнительных зазоров или насыщения отдельных участков магнитной цепи, однако такие решения из арсенала известных малоэффективны при больших углах поворота ротора, не обеспечивают пропорциональности выходных характеристик и используются в основном с целью подрегулировки параметров.

Достаточно распространенным техническим приемом конструктивного выполнения двигателей с колебательным движением ротора, в том.числе и большие углы поворота, является использование торсионов..

Однако это приводит к усложнению конс рукции, увеличению габаритов и снижению срока службы привода в целом.

Наиболее близким по своей технической сущности устройством по отношению к заявляемому является конструкция двигателя с колебательным ротором (электромагнитного поворотного аппарата). Данное устройство имеет большой угол поворота ротора, но не имеет внутренней жесткости и, более того, обладает опрокидывающим моментом под полюсами, который возрастает при многополюсной конструкции ротора, что не позволяет обеспечить пропорциональный режим работы двигателя.

Целью изобретения является повышение пропорциональности перемещения ротора двигателя в зависимости от величины входного сигнала при больших углах поворота при создании внутренней жесткости.

Поставленная цель достигается тем, что двигатель снабжен дополнительными постоянными магнитами, в полюсах статора выполнены радиальные пазы так, что они разделяют полюса статора на два симметричных элемента, между которыми, со стороны рабочего зазора, выполнена перемычка из магнитомягкого материала, указанные дополнительные постоянные магниты установлены в радиальных пазах полюсов и намагничены перпендикулярно их оси таким образом, что расположенные в

"О пазах двух соседних полюсов статора магниты имеют одинаковую полярность полюсов, обращенных друг к другу, а также тем, что величина зазора между перемычкой из магнитомягкого материала и ротором по

"5 крайней мере на части ее ширины больше величины рабочего зазора.

На фиг.1 изображена схема двигателя; на фиг.2 — вариант выполнения перемычки между элементами полюса; на фиг. 3 — 5—

20 рабочие характеристики двигателя.

Двигатель с колебательным движением ротора содержит явнополюсный статор

1, обмотку управления 2 и ротор 3 с постоянным магнитом, при этом число полю25 сов 4 ротора 3 равно числу полюсов 5 статора 1.

В каждом из полюсов 5 статора 1 выполнены радиальные пазы 6, разделяющие их на два симметричных элемента 7> и 72, меж3О ду которыми установлена перемычка 8 иэ магнитомягкого материала. В пазах 6 полюсов 5 установлены дополнительные постоянные магниты 9, намагниченные так, что обращенные друг к другу полюса дополни35 тельных магнитов 9, расположенных в пазах

6 соседних полюсов.5, имеют одинаковую полярность.

Перемычка 8 из магнитомягкого материала может иметь переменное сечение, на40 пример, как это показано на фиг.2, когда величина зазора между указанной перемычкой 8 и ротором 3 по крайней мере на части .ее ширины больше величины рабочего зазора (дп >др).

45 При отсутствии тока в обмотке 2 управления ротор 3 занимает одно из двух устойчивых положений, когда его перемещают во встречных направлениях препятствует поток Фд дополнительных постоянных магни5О тов 9, проходящий по перемычке 8, При этом поток Фр магнитов ротора 3 будет замыкаться через дополнительные постоянные магниты 9, что является определяющим условием для создания внутренней магнит55 ной жесткости двигателя.

Понято;о, что величина магнитной жесткости определяется также сечением перемычки 8, от которого зависит ее насыщение магнитным потоком Фд.

1794272

Значительный интерес, в этом смысле, представляет техническое решение, заключающееся в выполнении дополнительного паза 10 со стороны рабочего зазора (фиг.2), когда сечение перемычки 8 по крайней мере на части ее ширины будет больше величины рабочего зазора. В данном случае возникает дополнительный эффект увеличения магнитной жесткости эа счет изменения проводимости магнитному потоку ротора 3 при его движении.

При включении обмотки управления 2 в зависимости от полярности приложенного напряжения магнитный поток Фк, создаваемый обмоткой 2, будет складываться под одним элементом полюса с потоком ротора

2 и вычитаться под другим, что вызывает появление движущего электромагнитного момента.

Формула изобретения

1. Двигатель с колебательным движением ротора, содержащий явнополюсный статор с обмоткой управления и ротор с постоянными магнитами, число полюсов которого равно числу полюсов статора, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения пропорциональности перемещения ротора в зависимости от величины входного сигнала при больших углах поворота при создании внутренней магнитной жесткости, двигатель снабжен дополнительными постоянными магнитами,в полюсах статора выполнены радиальные пазы, так что они разделяют полюса статора на два симметричных элеНа фиг.3 показана функциональная зависимость момента M двигателя при токе управления I = 0 и двух его фиксированных значениях, а на фиг.4 зависимость амплиту5 ды Ао перемещения оттока управления fy.

Предложенный двигатель с колебательным движением ротора может использоваться в качестве пропорционального исполнительного элемента различных сис10 тем автоматического регулирования,а также в качестве исполнительного элемента сканирующих устройств с большой амплитудой колебаний при работе в широком диапазоне частот. Качественная зависимость ампли15 туды А колебаний такого устройства от частоты f пОказана на фиг.5.

Предложение может найти широкое распространение и в сочетании с простотой выполнения двигателя и схемы управления

20 дать существенный экономический эффект. мента, между которыми, со стороны рабочего зазора, выполнена перемычка из магнитомягкого материала, указанные дополнительные постоянные магниты уста- новлены в радиальных пазах полюсов и на- магничены перпендикулярно их оси таким образом, что расположенные в пазах двух соседних полюсов статора постоянные магниты имеют одинаковую полярность полюсов, обращенных друг к другу.

2. Двигатель по п.1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что величина зазора между перемычкой иэ магнитомягкого материала и ротором по крайней мере на части ее ширины больше величины рабочего зазора.

1794272

Составитель Г, Алексеев

Техред М,Моргентал КоРРектор Н. Гунько

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 534 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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