Электрическая машина

 

Использование в электрических машинах с постоянными магнитами. Сущность изобретения: в электрической машине, содержащей статор с магнитопроводами, в которых выполнены отверстия, аксиально намагниченные постоянные магниты, обмотку управления в виде секций, основной и дополнительный зубчатые роторы, установленные на валах, размещенных между секциями обмотки и в отверстиях магнитопровода, и кинематически связанных между собой, причем секции обмотки выполнены в виде коаксиальных кольцевых катушек, а постоянные магниты размещены между магнитопроводами с прилеганием по торцам , зубцы основного ротора имеют угловую протяженность в пределах 2л /32.. 5 л/ /6Z, а зубцы дополнительного ротора имеют угловую протяженность, равную разности отношения 2л /Z и угловой протяженности зубцов первого ротора, где Z - число зубцов каждого ротора, отверстия в магнитопроводе, в которых размещены роторы, выполнены с вырезами имеющими угловую протяженность, равную угловой протяженности зубцов второго povjpbt, а по крайней мере у одного из зубцов каждого из роторов ось симметрии направлена под углом, равным разности между отношением л /Z и угловой протяженности первого ротора, к плоскости, проходящей через оси вращения роторов. 7 ид.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„ „„1833943 А1 (я)5 Н 02 К 16/00

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ г (-,, - . -- ., 1

Сд фь. (я) (> (21) 4881480/07 (22) 12;11.90 . (46) 15.08.93..Бюл. М 30 (75) А.И..Краснопевцев (56) Авторское свидетельство СССР

hL 845231, кл. Н 02 К 16/00, 1981. (54) ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ МАШИНА (57) Использование в электоических машинах с постоянными магнитами. Сущность изобретения: в электрической машине. содержащей статор с магнитопроводами, в которых выполнены отверстия, аксиально намагниченные постоянные магниты; обмотку управления в виде секций. основной и дополнительный зубчатые роторы, установленные на валах, размещенных между секциями обмотки и в отверстиях магнитопровода, и кинематически связанных между собой, причем секции обмотки выполнены в виде коаксиальных кольцевых катушек, а

Изобретение относится к электрическим машинам с постоянными магнитами.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей электрической машины путем придания устройству по основному изобретению способности к функционированию при питании от источника однополярного напряжения.

На фиг. 1 представлен общий вид предлагаемой электромашины в разрезе; на фиг.

2 — то же. вид сверху: на фиг. 3 — принцип действия электрической машины; на фиг. 4 — предпочтительные угловые размеры элементов магнитопровода статора и ротора в плане в функции числа зубцов Z в качестве пояснения наглядных примеров реализации изобретения; на фиг. 5а и б — числовые угловые размеры. получаемые путем подстановпостоянные магниты размещены между магнитопроводами с прилеганием по торцам. зубцы основного ротора имеют угловую протяженность в пределах 2л /32.. 5 л/

/6Z. а зубцы дополнительного ротора имеют угловую протяженность, равную разности отношения 2л /2 и угловой протяженности зубцов первого ротора. где Z — число зубцов каждого ротора. отверстия в магнитопроводе, в которых размещены роторы, выполнены с вырезами имеющими угловую протяженность. равную угловой протяженности зубцов второго ро. эры, а по крайней мере у одного из зубцов каждого иэ роторов ось симметрии направлена под углом, равным разности между отношением л !2 и угловой протяженности первого ротора, к плоскости, проходящей через оси вращения роторов. 7 ил. ки числа зубцов Z = 1 и 2 = 2 этих характерных частных случаев реализации изобретения; на фиг. 6 — принцип действия электрической машины согласно фиг, 5 применительно к двухзубц вым роторам; на фиг, бв — принцип действия машины с двухэубцовыми роторами; на фиг, 7 — схема включения электрической машины.

Электрическая машина содержит втулку 1, на которой запрессованы статорные магнитопроводы 2 и 3, между которыми по окружности установлены концентричные кольцевые секции 5 и 6 обмотки управления и с прилеганием по торцам постоянные магниты 7. Валы 8 и 9 с закрепленными на них роторами 10 и 11 установлены в отверстиях магнитопроводов 2 и 3. Роторы 10 и 11 установлены с радиальным зазором в отверсти1833943 ях магнитопроводов 2 и 3. Роторы 10 и 11 установлены с радиальным зазором в отверстиях магнитопровода 2 и имеют по одному зубцу — соответственно 12 и 13. Угловая протяженность зубца 13 ротора 11 предпочтительно равна 47г /5, а угловая протяженность зубца 12 ротора 10 предпочтительно равна бк /5.

В общем случае ротор 11 может быть выполнен с 2 зубцов 13, имеющий угловую протяженность в пределах 2к /ÇZ...57 /6Z. а ротор 10 с Z зубцов 1У,.имеющих угловую протяженность, предпочтительно равную разности отношения 2л /2 и угловой протяженности зубцов 13 ротора 11.

Вырезы 14 и 15 имеют угловую протяженность одинаковую с угловой протяженностью промежутков между зубцами 13 ротора 11. В частном случае однозубцовых роторов, который здесь рассматривается, угловая протяженность вырезов 14 и 15 равна 6 л /5. Вырезы 15 и 14 размещены зеркально относительно друг друга.

Предпочтительная величина радиального зазора между ротором и поверхностью вырезов в магнитопроводе — 2...10д, где д— зазор между вырезами.

По крайней мере у одного из зубцов каждого из роторов оси симметрии направлены предпочтительно под углом равным половине разности между отношением Л/Z и угловой протяженностью зубцов ротора

11, к плоскости, в которой расположены оси вращения роторов.

Валы 8 и 9 жестко связаны с валом 16 с помощью шестерен 17, 18 и колеса 19.

Электрическая машина работает следующим образом, При прохождении. импульса тока определенной полярности в секциях 5 и 6 обмотки (фиг. За) возникает магнитное поле, которое взаимодействует с зубцами 12 и 13 роторов 10 и 11.

Тем самым создается пусковой момент и роторы с зубцами 12 и 13 поворачиваются из исходного положения по фиг. За; где они были зафиксированы при отсутствии тока в обмотке, благодаря наличию вырезов 14, 15 в магнитопроводе 2 в положение по фиг, Зб.

После окончания импульса тока в, обмотке ротор с зубцами 12 стремится повернуться из положения по фиг. Зб в положение по фиг. Зв под действием реактивного момента, обусловленного вырезами 14 (на фиг.

3 применительно к однозубцовым роторам — один вырез 14). Из положения по фиг. 3 в уже ротор с зубцами 13 стремится довернуться до положения по фиг. За, завершив. таким образом, шаг под действием реактивстатор с магнитопроводами, в которых выс полнены отверстия. аксиально намагниченные постоянные магниты, обмотку управления в виде секций, основной и дополнительный зубчатые роторы, установленные на валах, размещенных между секциями обмотки и в отверстиях магнитопровода, и кинематически связанные между собой, причем секции обмотки выполнены в виде коаксиальных кольцевых. катушек, а постоянные магниты размещены между магнитопроводами с.прилеганием по тор50

55 ного момента, обусловленного наличием вырезов 15 (на фиг. 3 применительно к однозубцовым роторам — один вырез 15).

При поступлении нового импульса тока той же самой полярности роторы соверша ют новый поворот на угол в 2х в той же самой последовательности.

Работа электрической машины с двухзубцовыми роторами происходит с шагом

10 z (фиг. 6) аналогичным образом. Отличие состоит лишь в чередовании направления тока в секциях обмотки.

В общем случае при числе зубцов Z = 2 число секций обмотки предпочтительно рав"5 но числу зубцов. При 2 = 1 в двух секциях обмотки ток направлен одинаково, поэтому функционально они эквивалентны одной секции..

Конструктивные отличия, характериэу20 ющие изобретение, сообщают электрической машине способность функционировать от источника однополярного напряжения, При этом электрическая машина сохраняет способйость функционировать и при

25 питании от источника энакопеременного напряжения. Более того, в этом случае. например, при включении по схеме фиг. 7 электрическая машина может быть применена в качестве двухскоростного двигателя, 30 т.е. использована по новому назначению.

При положении переключателя П

"вверх" у электрической машины выходной вал совершает шаговое перемещение при каждом импульсе; поступающем от тенера35 тора (ГИ), При положении переключателя fl ""вниз" у той же самой электрической машины перемещение выходного вала совершается при поступлении импульсов от генератора (ГИ)

40 только одной полярности.

Во втором случае величина средней скорости вращения выходного вала с тем же самым шагом уменьшается в два раза по сравнению с первым вариантом включения

"5 электрической машины;

Формула изобретения

Электрическая машина, содержащая

1833943 цам, отличающаяся тем, что, с целью обеспечения работоспособности двигателя при питании его от источника однополярных импульсов, зубцы основного ротора имеют угловую протяженность в пределах 2 5 л/32...5 л/6Z, а зубцы дополнительного ротора имеютугловую протяженность, равную разности отношения 2 л/Z и угловой протяженности зубцов первоrî ротора, где Z— число зубцов каждого ротора, отверстия в 10 магнитопроводе. в которых размещены роторы, выполнены с вырезами. имеющими угловую протяженность. равную угловой протяженности зубцов второго ротора. а по коайней мере у одного из зубцов каждого иэ роторов ось симметрии направлена под углом, равным половине разности между отношением л /2 и угловой протяженностью первого ротора, к плоскости, проходящей через оси вращения обоих роторов.

)833943

1833943

1833943

Ъ в .Составитель А.Красноперцев

Техред М;Моргентал Корректор Л.Филь

Редактор

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

Заказ 2690 Тираж . Подписное

ВНИИПИ" Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35,Раушская наб 4/5