Электродвигатель постоянного тока с полым ротором

Изобретение относится области электротехники, в частности к бесконтактным электродвигателям постоянного тока, и может применяться в электроприводе, где необходимы сочетания качеств бесконтактного электродвигателя постоянного тока, а именно - высокий ресурс при высоком быстродействии и к.п.д., характерном для коллекторных электродвигателей с полым ротором. В предлагаемом электродвигателе постоянного тока, содержащем полый немагнитный ротор с якорной обмоткой, магнитную систему на основе одного или нескольких постоянных магнитов, согласно данному изобретению ротор включает электронный коммутатор с внутренним выпрямителем, закрепленный на валу электродвигателя, соединенный с якорной обмоткой, питающийся переменным напряжением от вторичной обмотки вращающегося трансформатора, установленной на валу электродвигателя, при этом первичная обмотка вращающегося трансформатора установлена на статоре электродвигателя и предназначена для подключения к внешнему источнику питания через преобразователь частоты. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к бесконтактным электродвигателям постоянного тока и может применяться в электроприводе, где необходимы сочетания качеств бесконтактного электродвигателя постоянного тока, а именно высокий ресурс, с высоким быстродействием и к.п.д., характерным для коллекторных электродвигателей с полым ротором.

Широко известны электродвигатели постоянного тока, описанные в следующих источниках: технический справочник под ред. Э.А.Лодочникова и Ф.М.Юферова «Микродвигатели для систем автоматики», 1969, В.И.Долидзе, М.Л.Дорохин «Электродвигатели постоянного тока в радиоэлектронных устройствах», М., Советское радио, 1973 г., Г.Штелтинг, А.Байссе «Электрические микромашины », М., Энергоатомиздат, 1991 г., В.Т.Кафтанатий, М.А.Кустовинов «Состояние и перспективы развития и экспериментального исследования прецизионных магнитоэлектрических электродвигателей постоянного тока малой мощности», под редакцией И.П.Копылова и Б.К.Клокова «Справочник по электрическим машинам», т.2 (раздел 14, глава 14.1) М., Энероатомиздат, 1989 г.

Известен описанный в патенте №DE 1265277 бесколлекторный двигатель, у которого предусмотрены катушки статора вокруг ротора с постоянным магнитным полем, выполняющие функцию магнита переменной полярности и питающиеся от переменного напряжения, частота которого больше частоты вращения ротора, а также рабочие катушки ротора и выпрямительное устройство, включенное последовательно с ними и связанное жестко с ротором и создающее постоянный ток за счет напряжения вращения, индуцированного в рабочих катушках ротора, который при взаимодействии с постоянным полем статора создает вращающий момент, отличающийся тем, что управляющее средство представляет собой управляемые выпрямители, которые управляются постоянным по фазе переменным напряжением, передающимся бесконтактно от статора к ротору через разделительный трансформатор, частота которого равна частоте напряжения, подводимого к рабочим катушкам статора.

С целью изменения направления вращения переменное напряжение, подводимое к рабочим катушкам статора или передающим катушкам трансформатора, может изменяться по фазе на противоположное.

В качестве средства для переворота фазы применен делитель с включением на напряжения противоположной полярности.

В электродвигателе по указанному патенту трансформатор обеспечивает коммутацию управляющих ключей. Такой электродвигатель имеет недостаточно высокий к.п.д.

Наиболее близким к описываемому, принятым за прототип, является электродвигатель постоянного тока, содержащий полый немагнитный ротор с якорной обмоткой, магнитную систему на основе одного или нескольких постоянных магнитов, щеточно-коллекторный узел, описанный в техническом справочнике под ред. Э.А.Лодочникова и Ф.М.Юферова «Микродвигатели для систем автоматики», 1969, стр.37.

Недостатками прототипа являются его низкая наработка и высокий уровень радиопомех.

Задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является повышение ресурса электродвигателя, снижение уровня радиопомех из-за наличия щеточно-коллекторного узла.

Поставленная задача решается тем, что в электродвигателе постоянного тока, содержащем полый немагнитный ротор с якорной обмоткой, магнитную систему на основе одного или нескольких постоянных магнитов, ротор включает электронный коммутатор с внутренним выпрямителем, закрепленный на валу электродвигателя, соединенный с якорной обмоткой, питающийся переменным напряжением от вторичной обмотки вращающегося трансформатора, установленной на валу электродвигателя, первичная обмотка которого установлена на статоре электродвигателя и предназначена для подключения к внешнему источнику питания через преобразователь частоты.

Предусмотрено, что он содержит датчик положения ротора, выполненный в виде магнитоуправляемых микросхем, установленных на поверхности вращающегося коммутатора, перпендикулярной оси вращения, в зоне магнитного потока постоянного магнита.

Предусмотрено также, что преобразователь частоты выполнен тороидальной формы и конструктивно объединен со статором вращающегося трансформатора.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 представлена принципиальная схема электродвигателя постоянного тока с полым ротором и встроенным коммутатором, на фиг.2 - функциональная схема электродвигателя постоянного тока с полым ротором и встроенным коммутатором.

Описываемое устройство содержит полый немагнитный ротор 1 с якорной обмоткой 2, магнитную систему на основе одного или нескольких постоянных магнитов 3, электронный коммутатор 4 с внутренним выпрямителем 5, закрепленный на валу 6 электродвигателя. Вторичная обмотка 7 вращающегося трансформатора 8 установлена на валу 6, статор 9 трансформатора установлен на статоре электродвигателя, а первичная обмотка 10 предназначена для подключения к внешнему источнику питания через преобразователь частоты 12.

Датчик положения ротора 11 выполнен в виде магнитоуправляемых микросхем. Тороидальный преобразователь частоты 12 конструктивно объединен со статором вращающегося трансформатора 8. Тороидальная форма преобразователя частоты позволяет добиться его оптимального размещения в корпусе электродвигателя.

Устройство работает следующим образом. Преобразователь частоты 12 представляет собой генератор высокой частоты, питающийся от внешнего источника постоянного тока. Преобразователь частоты 12 питает повышенной частотой первичную обмотку 10 статора вращающегося трансформатора 8. Вращающийся трансформатор 8 передает энергию постоянного тока от внешнего источника питания к полому ротору 1.

Далее напряжение со вторичной обмотки 7 ротора 1 вращающегося трансформатора 8 подается на преобразователь частоты 12, постоянное напряжение с которого подается на вращающийся электронный коммутатор 4.

Электронный коммутатор 4 с датчиком 11 положения ротора организует коммутацию обмоток электродвигателя постоянного тока по стандартной мостовой схеме бесконтактного электродвигателя постоянного тока.

Конструктивное совмещение преобразователя частоты 12 со статором 9 вращающегося трансформатора 8 позволяет достигнуть низкого уровня помех и обеспечить питание электродвигателя постоянного тока по двухпроводной линии.

Применение вращающегося коммутатора 4 позволяет получить электродвигатель постоянного тока с полым ротором, сочетающий в себе лучшие качества известных бесконтактных электродвигателей постоянного тока и коллекторных электродвигателей с полым ротором.

1. Электродвигатель постоянного тока, содержащий полый немагнитный ротор с якорной обмоткой, магнитную систему на основе одного или нескольких постоянных магнитов, отличающийся тем, что ротор включает электронный коммутатор с внутренним выпрямителем, закрепленный на валу электродвигателя, соединенный с якорной обмоткой, питающийся переменным напряжением от вторичной обмотки вращающегося трансформатора, установленной на валу электродвигателя, первичная обмотка которого установлена на статоре электродвигателя, и предназначена для подключения к внешнему источнику питания через преобразователь частоты.

2. Электродвигатель по п.1, отличающийся тем, что он содержит датчик положения ротора, выполненный в виде магнитоуправляемых микросхем, установленных на поверхности вращающегося коммутатора, перпендикулярной оси вращения, в зоне магнитного потока постоянного магнита.

3. Электродвигатель по п.1, отличающийся тем, что преобразователь частоты выполнен тороидальной формы и конструктивно объединен со статором вращающегося трансформатора.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в системах преобразовательной техники, например, в электровентиляторах постоянного тока.

Изобретение относится к электротехнике. .

Изобретение относится к области электротехники, предназначено для использования в мехатронных системах с вентильными и вентильно-индукторными двигателями. .

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для управления электрическими машинами, как с коммутируемой магнитной индукцией, так и некоммутируемой магнитной индукцией, применяемыми в бытовой технике.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве двигателя или генератора постоянного тока. .

Изобретение относится к области электротехники, а именно к бесконтактным моментным электрическим машинам, предпочтительно к электрическим генераторам с постоянными магнитами для мобильных ветроэнергетических установок (МВЭУ).

Изобретение относится к области электротехники и может быть использован при управлении индукторным двигателем, имеющим зубчатый статор, на котором расположены несколько фазных обмоток, каждая из которых запитывается однополярным током от полумостового инвертора напряжения, и зубчатый безобмоточный ротор.

Изобретение относится к области электротехники, а именно к электрическим двигателям (синхронным, с вентильным управлением, шаговым), предназначенным для привода электрических исполнительных механизмов и устройств.

Изобретение относится к области электромашиностроения и может быть использовано в электроприводах общепромышленных механизмов, в частности, как базовая часть бесконтактных двигателей постоянного тока транспортных установок.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в широкорегулируемых вентильных двигателях. .

Изобретение относится к области электротехники и касается особенностей конструктивного выполнения бесконтактных электрических машин, в частности бесконтактных двигателей постоянного тока.

Изобретение относится к области электротехники, в частности к низкооборотным высокомоментным электрическим двигателям и электроприводам, а также к высокочастотным электрическим генераторам.

Изобретение относится к области электротехники, в частности к низкооборотным высокомоментным электрическим двигателям и электроприводам, а также к высокочастотным электрическим генераторам.

Изобретение относится к вращающимся электрическим машинам и может быть использовано в вентильных или синхронных электродвигателях с постоянными магнитами на роторе.

Изобретение относится к транспортному машиностроению. .

Изобретение относится к области электротехники и касается особенностей конструктивного выполнения магнитно-силовых ротационных устройств. .

Двигатель // 2371827
Изобретение относится к области электротехники, а именно, к электрическим машинам, и может быть использовано для промышленных механизмов, требующих регулирования скорости.

Изобретение относится к области электротехники и электромашиностроения и может быть использовано при проектировании и производстве вентильных электрических машин (двигателей и генераторов) классической и обращенной конструкций для улучшения их энергетических характеристик.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в системах преобразовательной техники, например, в электровентиляторах постоянного тока.

Изобретение относится к электротехнике. .

Изобретение относится к области электротехники и электроэнергетики, а именно к электрическим машинам. .

Изобретение относится к бесконтактным электродвигателям постоянного тока и может применяться в электроприводе, где необходимы сочетания качеств бесконтактного электродвигателя постоянного тока, а именно высокий ресурс, с высоким быстродействием и к.п.д., характерным для коллекторных электродвигателей с полым ротором

Наверх