CZ200583A3 - Elektrický motor s vnějším rotorem - Google Patents

Description

Elektrický motor (1) zahrnuje hřídel (24), k níž je pevně uchycen stator (20) a otočně rotor (22). Hřídel (24) je vyztužena množinou desek uložených na hřídeli (24) a navzájem stlačených. Poloha rotoru (22) vůči hřídeli (24) a rychlost rotace jsou určovány vysoce přesnou sestavou optického odrazového čidla. Hřídel (24) je uchycena na nosnou konstrukci prostřednictvím montážního bloku, který tlumí všechny vibrace vyvolané elektrickým motorem po dobu činnosti. Prodloužení rotoru umožňuje přizpůsobení motoru aplikacím, kde je třeba širších pásů.

CO co

I

CN

N

O • ·

Elektrický motor s vnějším rotorem

Tk) ΊοοΓ- ·Ρ'Α • · · ·· · · · · • 0 0 0 · · · · · ·

000 0000 00 000 0 000 00 0 0000 000 0 0 0000 0 0 · • 0000 00 0 00000

Oblast techniky

Vynález se týká zlepšení elektrického motoru, zejména však elektrického motoru, majícího vnější rotor.

Dosavadní stav techniky

Elektrické motory jsou běžně užívány v mnoha různých komerčních a spotřebitelských aplikacích. Elektrický motor obvykle zahrnuje rotor a stator, přičemž každý rotor a stator mají množinu magnetů, umístěných kolem obvodu. Póly magnetů na rotoru a póly magnetů na statoru jsou řízeny tak, že póly rotoru jsou přitahovány nebo odpuzovány od odpovídajících pólů statoru, aby tak způsobovaly rotaci rotoru vzhledem ke statoru. Řízení pólů je běžně dosahováno alespoň jednou ze sérií magnetů, buď na rotoru nebo na statoru, které jsou vytvořeny z elektromagnetických vinutí, jejíchž polarita může být střídána změnou směru proudu, procházejícím skrze vinutí.

U většiny elektrických motorů, představuje stator část venkovní skříně nebo tvoří tuto, venkovní skříň elektrického motoru, přičemž rotor zahrnuje hřídel uloženou uvnitř statoru s možností rotace vůči statoru. U některých aplikací je žádoucí, aby rotor byl na venkovní straně elektrického motoru a stator aby byl uvnitř. Toto uspořádání je někdy nazýváno motor s kotvou nakrátko. Nejěastěji jsou tyto elektrické motory napájeny stejnosměrným proudem přes bezkartáčové komutátory, a proto jsou také často nazývány stejnosměrné (DC) bezkartáčové motory (BLDC). Elektrický motor s vnějším rotorem je obvykle používán pro pohon pásů a podobných aplikací, přičemž je uložen ve vnitřní části pásu , mezi rameny pásu. Vhodnou aplikací takovéhoto uspořádání by bylo jeho použití v oblasti manipulace s materiály, nebo u fréz na závity.

Použití elektrických motorů s kotvou nakrátko, v aplikacích kde se jedná o manipulaci s materiály, je doprovázeno několika problémy. Jeden problém, spojený s elektrickými motory s vnějšími rotory je, že jejich výstupní výkon je omezen, takže jedním elektrickým motorem mohou být poháněny stroje pro manipulaci s křehkým materiálem nebo pouze relativně lehkými předměty.

Větší výstupní výkon elektrického motoru s vnějším rotorem lze obvykle dosáhnout zvětšením velikosti dílů elektrického motoru, avšak zvětšená velikost motoru s kotvou • ·

2« · · · · · ····· ·· · nakrátko je nepraktická. Větší průměr je však nežádoucí, z důvodu větší hmotnosti a podmínek pro vyvážení rotoru. Zvětšení délky statoru může způsobit průhyb hřídele, uchyceného na statoru v důsledku magnetických přitažlivých sil mezi rotorem a statorem a tím možný styk mezi rotorem a statorem s důsledkem snížení výkonu motoru nebo, v krajních případech současně znemožnění rotace.

Dalším problémem je chlazení motoru, zejména při vyšších rychlostech nebo kroutících momentech. Chlazení motoru není problémem při nižších zatíženích nebo nižších rychlostech, avšak s požadavkem na tyto elektrické motory aby měly větší výkon a vyšší rychlosti, se potřeba odvodu tepla z rotačních částí stává aktuální. Většina malých elektrických motorů s kotvou nakrátko, požívaných v aplikacích při manipulaci s materiály, je chlazena vnitřním olejem, což sebou přináší řadu problému s těsněním.

Další problémy, které doprovázejí tyto elektrické motory zahrnují hluk, montáž a přesnou ovládací součinnost pro dobrou funkci při nižších rychlostech a změnách rychlosti v závislosti na kroutícím momentu. Při vyšším zatížení kroutícím momentem, zejména při vyšších rychlostech, se vibrace a v důsledku toho hluk stávají nepřijatelnými. Třebaže je známé určování polohy rotoru vzhledem ke statoru pomocí Hallova čidla, tak tato metoda, jak nyní bylo zjištěno, není vhodná pro regulování malých rychlosti nebo kroutícího momentu. Dále je zřejmé, že délka takových elektrických motorů je limitována jejich konstrukcí. U aplikací, u kterých je potřeba aby pásy byly širší, například u mlýnů běhounů pneumatik, takovéto elektromotory nemohou tvořit poháněči válec, protože nejsou dostatečně dlouhé.

Podstata vynálezu

Uvedené nedostatky a další problémy jsou odstraněny předloženým vynálezem, týkajícím se elektrického motoru, typu, který zahrnuje vnitřní stator s hřídelí pevně uchycenou k nosné konstrukci a množinu vinutí, jimiž může protékat elektrický proud v obou směrech, čímž se může polarita vinutí střídat. Dále zahrnuje vnější rotor, otočně uložený na hřídeli a mající množinu magnetů, které jsou radiálně rozloženy kolem obvodu statoru.

Každý z magnetů má alespoň jeden, předem určený pól. Jedním z aspektů vynálezu je, že vnitřní stator zahrnuje množinu desek na hřídeli, dostatečně stlačených, aby se tak zabránilo ohybu hřídele v důsledku vnějších sil, které by jinak měly tendenci způsobit kontakt mezi vinutími a magnety.

Je výhodné, když množina desek na hřídeli tvoří jádra vinutí, které pak nesou množinu vinutí. Desky tvoří póly vinutí s víčky na každém konci pólu pro fixaci vinutí na pólech.

·♦♦♦ i

• 4 44 4 • · · 4 4 4 4 4

4 4 44* 4 4444

44444 4444444 4 4

4 4 4 4 4 4

444 44 4 44444

Desky jsou navzájem stlačeny alespoň jednou pojistnou maticí, přičemž vinutí jsou orientována na jádře tak, že podélná osa vinutí svírá ostrý úhel s podélnou osou hřídele.

Obvykle ostrý úhel bývá 10 stupňů.

Dalším aspektem vynálezu je způsob vytváření jádra vinutí elektrického motoru typu, který zahrnuje vnitřní stator s hřídelí, pevně uchycenou na nosnou konstrukci a opatřený množinou vinutí s možností reversibilního průtoku elektrickým proudem pro střídání polarity vinutí; vnější rotor, otočně uložený na hřídelí a mající množinu magnetů, radiálně rozmístěných kolem obvodu statoru, přičemž každý z magnetů má alespoň jeden předem stanovený pól.

Daný způsob zahrnuje kroky zahrnující kroky spočívající v zajištění hřídele opatřeného drážkou pro klín, orientovanou v ostrém úhlu vzhledem k podélné ose hřídele ; zajištění desek, z nichž každá má radiální póly s víčky na konci každého pólu a klín, s tvarem odpovídajícím drážce pro klín. Způsob dále zahrnuje kroky: umístění zarážky na hřídel; nasouvání každé z desek na hřídel ve směru drážky až je celá množina desek nasunuta, přičemž první deska dosedá na zarážku. Následuje stlačení desek k vytvoření vrstveného bloku a nasazení a utažení pojistné matice na hřídeli proti poslední z desek pro udržení vrstveného bloku ve stlačeném stavu.

Alternativním způsobem vytváření stejného jádra pro vinutí zahrnuje kroky spočívající v zajištění dutého válcového upínacího přípravku, majícího alespoň jednu drážku pro klín; zajištění desek, z nichž každá je opatřena středovým otvorem, radiálními póly s víčky na konci každého pólu a dále je opatřena klínem s tvarem odpovídajícím drážce pro klín. Dalším krokem je umístění zarážky do upínacího přípravku, načež následuje nasouvání každé z desek do upínacího přípravku ve směru drážky až je celá množina uložena v dutém válcovém upínacím přípravku, přičemž první deska dosedá na zarážku. Následuje zalisování hřídele do středových otvorů, stlačení desek k vytvoření vrstveného bloku a utažení pojistné matice na hřídeli proti poslední z desek pro udržení vrstveného bloku ve stlačeném stavu.

Ještě dalším aspektem vynálezu je elektrický motor podobného typu, jenž zahrnuje hřídel je uchycenou na konstrukční nosič pomocí alespoň jednoho montážního bloku.

Montážní blok má jho se dvěma protilehlými zapouzdřenými čepy a svěrku, nesoucí hřídel.

Svěrka je uchycena k pouzdrům pomocí nichž montážní blok tlumí vibrace elektrického motoru ve všech směrech, přičemž zachovává stabilitu v krutu.

Je výhodné, je-li konec hřídel klínovitý, přičemž svěrka zahrnuje horní a spodní spojovací desku, které jsou vytvarované pro uložení klínovitého konce hřídele. Horní a ► · · · I • · • ··· spodní spojovací deska jsou opatřeny zahloubeními odpovídajícími tvarem a velikostí pouzdrům, aby tak společně svíraly mezi sebou tato pouzdra. Každé zahloubení je umístěno excentricky vzhledem k podélné ose spojovací desky.

Dalším aspektem vynálezu je vnitřní stator s hřídelí, pevně uchycenou na nosnou konstrukci a opatřený množinou vinutí s možností reversibílního průtoku elektrickým proudem pro střídání polarity vinutí. Vnější rotor, je otočně uložený na hřídelí a má množinu magnetů, radiálně rozmístěných kolem obvodu statoru, přičemž každý z magnetů má alespoň jeden předem stanovený pól. Elektrický motor u této varianty zahrnuje sestavu čidla, jenž je schopna generování signálu, představovaného více jak 1000 pulsy za otáčku rotoru.

S výhodou sestavu čidla zahrnuje světelný zdroj, přijímač a disk, opatřený více než 1000 radiálními drážkami, přičemž přijímač a disk jsou upraveny pro relativní pohyb vůči sobě, přičemž tento pohyb odpovídá pohybu rotoru vůči statoru.

konečně posledním aspektem vynálezu je elektrický motor podobného typu, mající první konec hřídele uchycen k nosné konstrukci, zatímco druhý konec není takto uchycen. Rotor je opatřen prodloužením, uchyceným kjeho konci u druhého konce hřídele. Druhý hřídel má jeden konec uchycen k nosné konstrukci a druhý konec uchycen otočně k prodloužení kolineámím s hřídelí.

Přehled obrázků na výkresech

Obr. 1 představuje elektrický motor s vnějším rotorem podle předloženého vynálezu;

obr. 2 je pohled na řez elektrickým motorem podél čáry 2-2 z obr. 1;

obr.3 je pohled na řez elektrickým motorem podél čáry 3-3 z obr.2 obr.4 představuje perspektivní pohled najeden cívkový modul statoru podle předloženého vynálezu;

obr.5 představuje perspektivní pohled na klec rotoru podle předloženého vynálezu; obr.6 představuje perspektivní pohled na přípravek pro montáž stacionárních magnetů klece rotoru;

obr.7 je perspektivní pohled na montážní celek, znázorňující hlavní kroky montáže statoru; obr.8 perspektivní pohled na montážní celek, znázorňující hlavní kroky sestavení rotoru se statorem;

obr.9 představuje perspektivní pohled na tréninkový běžecký pás se zabudovaným elektrickým motorem s vnějším rotorem podle vynálezu;

φφφφ φφφ φφφ φφ φ φ φφφ φ φφφφ φ φφφ φ φ φ φφφφ φφφ φ φ φφφφ φφ ·

ΦΦ··· ·· φ ΦΦΦΦ· obr. 10 znázorňuje perspektivní pohled na část systému pro dopravu materiálu se zabudovaným elektrickým motorem s vnějším rotorem podle vynálezu;

obr.l 1 představuje podélný řez druhým provedením elektrického motoru, znázorňujícím prostorové vztahy mezi hřídelí, rotorem a statorem podle druhého provedení;

obr. 12 znázorněn řez podél čáry 12-12 z obr.l 1;

obr. 13 je půdorys hřídele, znázorňuj ící šikmou drážku;

obr 14 znázorňuje zvětšený částečný řez jedním koncem hřídele, znázorňující vnitřní průchody pro elektrické vodice ;

obr. 15 představuje podélný řez statorem uloženým na hřídeli, přičemž pro lepší přehlednost není znázorněn rotor a koncová víka;

obr.16 je řez podél čáry 16-16 z obr.15 opět pro lepší přehlednost bez hřídele;

obr. 17 představuje podélný řez rotorem a skříní, pro lepší a názornější přehlednost bez statoru, hřídele a koncových vík;

obr. 18 představuje řez podél čáry 18-18 z obr. 17, znázorňující změnu směru magnetického toku u statoru;

obr. 19 je pohled na koncové víko pro uzavření a otevřeného konce skříně pro elektrický motor podle vynálezu;

obr.20 představuje řez podél čáry 19-19 z obr. 19;

obr.21 je boční pohled na kryt pro utěsnění vzhledem k hřídeli;

obr.22 představuje řez podél čáry 22-22 z obr.21;

obr.23 je boční pohled na sestavený elektrický motor a znázorňuje montážní blok, koncová víka a těsnění;

obr.24 je boční pohled na sestavený motor podle předloženého vynálezu, uchyceného k montážnímu bloku;

obr.25 je znázorněn pohled na část půdorysu řezu montážním blokem a částí motoru po podél čáry 25-25 z obr. 24;

obr.26 je znázorněn pohled na část půdorysu řezu montážním blokem a částí motoru podobnému z obr. 24 avšak v alternativním uspořádání;

obr.27 představuje pohled na příčný řez jednou variantou třetího provedení elektrického motoru s vnějším rotorem podle vynálezu;

obr.28 představuje pohled na příčný řez druhou variantou třetího provedení elektrického motoru s vnějším rotorem podle vynálezu;

obr.29 je perspektivní pohled na rozložené třetí provedení elektrického motoru podle vynálezu;

φ φ φφφφ • ·· ·· · 4444 • · · · · · · «·· • · · «444 44 444

444 44 4 4444 444 4 _r 4·······

() 44444 »4 4 44444 obr.30 představuje pohled na příčný řez podél čáry 30-30 z obr. 28.

obr.31 představuje pohled na příčný řez částí provedení elektrického motoru zobrazeného na na obr. 28;

obr.32 představuje pohled na příčný řez prodlouženou částí provedení elektrického motoru zobrazeného na obr. 28;

obr. 33 je perspektivní pohled z levé strany na rozloženou sestavu čidla podle předloženého vynálezu a na obr. 34 je perspektivní pohled z pravé strany na sestavu čidla z obr. 33.

Příklady provedení

Obr.l až 3 představují elektrický motor 10 podle jednoho z aspektů předloženého vynálezu spolu s řídícím systémem 12 pro řízení funkce elektrického motoru 10. Elektrický motor 10 zahrnuje stator 20, umístěný uvnitř rotoru 22. Stator 20 zahrnuje hřídel 24, na které je pevně uchycena množina sestav vinutí 26 (viz také obr.4), oddělených distančním podložkou 28. Pojistná podložka 30 drží sestavy vinutí 26 na hřídeli 24 vůči distanční podložce 28.

Hřídel 24 je opatřena s výhodou alespoň jednou dutou koncovou částí, vytvářející průchod pro elektrické vedení a rovněž, podle potřeby, pro vyvedení vinutí na povrch motoru

10. Hřídel 24 má ve středu umístěnou Část 24a o velkém průměru, rozdělenou osazením 36, který společně s distanční podložkou 28 omezuje podélný pohyb distanční podložky 28 podél hřídele 24 během montáže. Hřídel 24 zahrnuje řadu částí 24b, 24c a24d o zmenšeném průměru na každém konci části 24a, která má velký průměr. Přechod každé části 24a-d směrem k menšímu průměru vytváří odpovídající osazení 25b, 25c a 25d. Klín 38, je veden v podélném směru hřídele 24.

Rozpěmá vložka 28 zahrnuje středový náboj 31 a obvodovou stěnu 33, spojenými žebrem 34. Skrze žebro 34 je vedena množina otvorů 35. Skrze obvodovou stěnu 33 prochází radiální otvor 37 a protíná žebrový otvor 35, aby tak propojil vnějšek obvodové stěny 33 s prostorem mezi obvodovou stěnou 33 a nábojem 32, s možností. Jeden konec náboje 32 zahrnuje prstencovou zarážku 39, zabíhající do středového otvoru, přičemž má takový rozměr aby přiléhal na osazení 36 hřídele, přičemž náboj 32 je uložen na hřídeli kluzně, čímž omezí podélný pohyb rozpěrná vložky 28.

Každá ze sestav vinutí 26 má jádro 40, zahrnující řadu axiálně seřazených kotoučů 42, majících otvory 44 a drážky 46 pro klín. Axiálně seřazené otvory 44 a drážky pro klín 46 sestavy kotoučů 42 vytvářejí axiální otvor a drážku pro klín 46 pro jádro 40 vinutí.

·· * • « ·· ··· · • · • · · · • · · · · • · · « · · · · ··· · · · ···· · · · · — ········ ···♦···«·· «··

Obvod každého disku 42 ie tvořen množinou pólů 50 vinutí, které jsou s výhodou rozmístěny po 40 stupňových úsecích na obvodu kotouče 42 a jsou odděleny unášeči 52. Řada seřazených pólových nástavců 50 vytváří osy 51. vinutí. Kanál 54 pro vinutí je vytvořen kolem obvodu každého pólového nástavce 50, přičemž jeho velikost umožňuje kluzné nasazení vinutí 56 se středovým otvorem odpovídajícím velikosti pólového nástavce 50.

Vinutím 56 je opatřen každý z pólových nástavců 50 . Vinutí 56 jsou s výhodou vytvořena z řady elektrických vodičů, jejichž mezizávitové prostory jsou vyplněny epoxidem a teplem vytvrzeny, takže vytvoří tuhou konstrukci. Každé vinutí 56 je spojeno s elektrickým ovládacím systémem 12 vedením 58 (obr. 2), procházejícím skrze dutý vnitřek hřídele 24.

Rotor 22 zahrnuje rotorovou klec 60 , provedenou s výhodou jako hliníkový odlitek, tvořenou obecně válcovým tělesem 62, z jehož vnějšího povrchu vybíhají páry rovnoběžných palců 64, vytvářejících mezi sebou magnetické štěrbiny 66. Magnetické štěrbiny 66 jsou situovány přibližně po 60 stupňových intervalech, kolem obvodu válcového tělesa 62. Válcové těleso 62 má otvory 68 , umístěné v magnetických štěrbinách 66.

Rotor 22 zahrnuje dále magnetickou sestavu 70, obsahující kryt 72 s výhodou vyrobený z ocele a dále dva páry magnetů 74. Magnety 74 jsou výhodně usazeny na_krytu 72 takže po usazení krytu 72 na magnetické štěrbiny 66 budou magnety 74 uchyceny v magnetických štěrbinách 66 válcového tělesa 62.

Elektrický motor 10 dále zahrnuje venkovní skříň 80,v nížje kluzně uložena rotorová klec 60 rotoru, přičemž v kleci 60 rotoru je kluzně uložen stator 20. Venkovní skříň 80 je s výhodou vyrobena z uhlíkové oceli. Konec venkovní skříně 80 je uzavřen koncovými víky 82, výhodně z hliníku. Koncová víka 82 jsou opatřena středovým nábojem 84, majícím zahloubení, v níž je kluzně uloženo keramické ložisko 86, jenž je drženo v náboji 84, pojistným kroužkem nebo podobným fixačním prvkem 88, uloženým v axiální drážce u vnitřního otvoru zahloubení.

Středový náboj 84 je spojen s obvodovou stěnou 90 radiálním žebrem 92. Obvodová stěna 90 má vnější průměr v podstatě stejný jako je vnitřní průměr skříně. Radiální žebro 92 ie opatřeno prstencovou zarážkou 94 ,vedenou radiálně za obvodovou stěnou 90. Prstencová zarážka 94 má vnější průměr větší než je vnitřní průměr skříně 88 a omezuje hloubku vsunutí koncového víka 82 obvodové stěny 90. Na radiálních žebrech 92 je vytvořena řada chladících lamel 96, vybíhají cích z nich v axiálním směru dovnitř a ven. Radiální lamely 92 napomáhají snižování vnitřní teploty elektrického motoru 10 za chodu. V podstatě radiální lamely 96 působí jako chladič, chlazený vzduchem

9

9999 » 9 9 » 9 9 9 9

9 9 9 9 9«

Koncová víka 82 jsou dále opatřena kryty 98 s axiálními otvory 100, do kterých zabíhá prstencová zarážka 102. V krytu 98 jsou vytvořeny soustředné prstence 104, které odpovídají_soustředným prstencům 106 na vnějšku koncového víka 82. Soustředné prstence 104 a 106 do sebe zapadají, když je kryt 98 kluzně nasazen na hřídel 24 a vytvářejí labyrintové těsnění k zabránění pronikání prachu a jiných částic do vnitřku motoru 10.

Řídící systém 12 zahrnuje Hallovo čidlo 110, umístěné na hřídeli 24 a příslušné prvky 112 uchycené na kleci 60 rotoru. Prvky 112 jsou umístěny tak, aby jejich polohy odpovídaly pólům magnetů 74. Hallovo čidlo 110 ie propojeno s elektrickým, zde neznázoměným obvodem, který mění směr proudu, tekoucího vinutími 56 za účelem pohonu rotorové klece 60 kolem statoru 20 .Tento způsob pohonu je běžně znám, a proto zde nebude podrobněji popisován.

Sestava prvního provedené elektrického motoru

Popis sestavení, dále uvedený, obsahuje řadu kroků. Pořadí těchto kroků není důležité. Z tohoto důvodu se popis sestavení hlavně týká ilustrativních kroků nutných pro sestavení elektrického motoru 10 a spojení jeho různých částí. Popis sestavení nelze tudíž brát jako omezující pro sled montážních kroků.

Montáž elektrického motoru 10, podle obr. 6, začíná montáží magnetů 74 na kryt 72. Magnety 74 jsou výhodně vyrobeny z neodymu, který má velmi vysokou hustotu magnetického pole. Například u každého z magnetického páru u jedné magnetické štěrbiny 66 je třeba síly 350 liber pro jejich oddělení. Vzhledem k velké hustotě magnetického pole magnetů 74 je nezbytné, aby při manipulaci s magnety 74 bylo zacházeno opatrně a aby nebyly během montáže umisťovány do blízkosti jak navzájem, tak vzhledem k jiným předmětům, pokud není žádoucí, aby se magnety navzájem spojily s předměty.

Jak je zřejmé z obr. 6, pro připojení magnetů 74 ke krytu 72, v předem určené orientaci, je použit montážní přípravek 120, tvořený základnou 122 a víkem 124. Magnety 74 jsou upevněny uvnitř otvorů 68 ve válcovém tělese 62 rotorového tělesa 60. Dno 122 montážního přípravku 120 má příčný průřez ve tvaru písmene U a vytváří kanál 126, jehož velikost umožňuje kluzné uložení krytu 72. V kanálu 126 jsou vytvořeny otvory 128 v rozestupech, které odpovídají rozestupům otvorů 68 v magnetických štěrbinách 66 .

Pro montáž magnetů 74 ke krytu 72 , jsou magnety 74 v párech umístěny do otvorů

128. Velikost otvorů 128 je volena tak, aby vršky magnetů 74 byly rovnoběžné , nebo mírně pode dnem kanálu 126. Víko 124 je poté umístěno nahoře na základnu 122 montážního přípravku 120 , aby uzavřelo vršek kanálu 126. Víko 124 je s výhodou upnuto v místě na montážním přípravku 120. Kryt 72 ie následně kluzně vložen do jednoho otevřeného konce • © ·« · ·· ·©·· ·© · · · · · · © · • · * · · · · · · © · · • ··· · · © ···© · · · · * ···· · · · Q ··· ·· ·· « ©· ··· montážního přípravku 120 . Když magnetický ocelový kryt 72 se nasune na magnety 74, magnety 74 a kryt 72 se dotknou. Vzhledem k tomu, že koeficient tření mezi magnetickým ocelovým krytem 72 a magnety 74 je dostatečně nízký postačí relativně malá síla (přibližně 70 až 80 liber) pro to, aby klouzal po magnetech 74 . Tato sílaje v porovnání se sílou (350 liber), potřebnou k oddělení magnetů 74 od krytu 72 malá. Pokud je třeba, lze nanést malé množství maziva buď na kryt 72 nebo na magnety 74 a tím snížit koeficient tření a v důsledku toho snížit sílu potřebnou pro kluzný pohyb krytu 72 po magnetech 74. Po úplném usednutí krytu 72 na montážním přípravku 120 se víko 124 uvolní a odstraní. Magnetický kryt 72 se potom zvedne z otevřeného vršku kanálu 126, přičemž nese magnety 74 , které jsou správně orientovány pro vložení do klece 60 rotoru.

Způsob uchycení magnetů 74 na kryt 72 v předem stanovených polohách je opakován pro řadu požadovaných magnetických sestav 70 pro konkrétní rotorovou klec 60 .

Jak je zobrazeno, v daném případě se požaduje šest magnetických sestav 70.V závislosti na velikosti elektrického motoru 10 však může být použito více, či méně magnetických sestav 70. Zkompletované magnetické sestavy 70 by měly být skladovány dostatečně daleko od sebe, aby nedošlo ke spojení ke vzájemnému spojení magnetických sestav 70.

Po ukončení montáže magnetických sestav 70 se tyto umístí do magnetických štěrbin 66 rotorové klece 60 , s výhodou se současným naražením magnetických sestav 70 do magnetických štěrbin 66. Vzhledem k tomu, že rotorová klec 60 je s výhodou vyrobena z nemagnetických materiálů, nemá vzájemné působení mezi magnety 74 a rotorovou klecí 60 žádnou důležitost.

Co se týká sestavy statoru 20, každé vinutí má jádro 40 a je sestaveno běžným způsobem.

Vinutí 56 jsou nasazována na pólové nástavce 50. Tento postup je opakován pro všechny sestavy vinutí 60, která jsou potřebná pro ten který konkrétní motor. Jak je zobrazeno, elektrický motor 10 je opatřen pouze dvěma sestavami 26 vinutí. Je však zcela zřejmé, že do rozsahu vynálezu spadá i elektrický motor 10, který je opatřen podle potřeby větším či menším počtem sestav vinutí 26, což je závislé na konkrétních funkčních parametrech, zejména na výkonu elektrického motoru 10. Pro danou sestavu 26 vinutí platí, že čím více sestav 26 vinutí, tím vyšší výkon elektrický motor 10 vyvine.

Jak ukazuje obr. 7, po vytvoření sestav vinutí 26, se provede montáž statoru 20 nasazením sestav vinutí 26 , rozpěmé vložky 28 a jednoho z koncových vík 82 na hřídel 24.

Nejdříve se najeden konec hřídele 24 nasouvá rozpěmá vložka 28 až prstencová zarážka 37 dosedne na osazení 36 hřídele 24. Sestavy 26 vinutí se poté orientují vzhledem k hřídeli 24 tak, aby drážky 46 pro klíny v sestavách 26 vinutí se srovnaly s klíny 38 na hřídeli 24.

• to tototo· to to • ·· ·· · • tototo · · · ·· · · ··· · ···· • ··· ·· « ···· ··· ·

Sestavy 26 vinutí se potom posouvají po hřídeli 24 až se dostanou jádra 40 vinutí do styku s nábojem 32 rozpěmé vložky 28. Pojistné podložky 30, se nasunou na protilehlé konce hřídele 24 na doraz s jádry 40 vinutí,zachytí se v dané poloze, aby pak fixovaly jádra 40 vinutí proti distanční podložce 28 , která je opřena o osazení 36.

Je třeba uvést, že když se sestavy 26 vinutí ukládají na hřídel 24, jsou vnitřní konce vinutí 56 vloženy mezi obvodovou stěnu 33 a náboj 32 rozpěmé vložky 28. Konce náboje 32 a obvodové stěny 33 jsou nadoraz s jádrem 40 vinutí, aby tak účinně uzavřely otevřené konce rozpěrné vložky 28 a uzavřely v nich konce vinutí 56. Vnitřní konce vinutí 56 jsou drženy v uzavřeném vnitřku rozpěmé vložky 28 k němuž je umožněn přístup žebrovými otvory 35 a odpovídajícími otvory 37 v obvodové stěně..

Následně se do uzavřeného vnitřního prostoru rozpěmé vložky 28 vstřikne skrze otvory ve obvodové stěně a žebrovými otvory 35 pryskyřice. Do vnitřního prostoru rozpěmé vložky 28 se vstřikne dostatečné množství pryskyřice, aby se tento vnitřní prostor zcela zaplnil. Podsestava statoru, tvořená hřídelí 24, sestavami 26 vinutí a rozpěrnou vložkou 28, naplněnou pryskyřicí, se ohřeje na teplotu potřebnou pro vytvrzení pryskyřice.

Podsestava statoru vytvořená hřídelí 24, sestavami vinutí 26 a rozpěrnou vložkou 28, naplněnou vytvrzenou pryskyřicí vytváří sestavu, která má mnohem větší tuhost v ohybu než samotná hřídel 24. Zvýšená tuhost v ohybu odpovídá účinnému zvýšení příčné průřezové plochy podsestavy, v důsledku těsného usazení mezi jádry 40 sestav vinutí 26 a hřídelí 24, tlakovému usazení mezi jádry 40 vinutí a rozpěrnou vložkou 28 , naplněnou pryskyřicí. Čáry 130 na obr. 2 představují účinný průměr hřídele 24, vytvořené podle výše uvedeného postupu, ale mající účinnou tuhost odpovídající celé sestavě..

Mělo by zde být však předesláno, že elektrické vodiče pro vinutí 56 jsou současně spojeny do elektrických kanálů, procházejících vnitřkem hřídele 24. Protože propojení elektrických vodičů je velmi dobře známo a netvoří podstatnou část vynálezu nebude zde podrobněji popisováno. Je nutno rovněž konstatovat, že Hallovo čidlo 110 ie na hřídel 24 ,po kompletaci celé podsestavy, uchyceno běžným způsobem.

Po dohotovení hřídelové podsestavy se jedno z koncových vík 82 s již nainstalovaným keramickým ložiskem 86, nasouvá najeden konec hřídele 24 skrze otvor v náboji 84 koncového víka 82 ,dokud konec ložiska nedosedne až na doraz, tvořený osazením 25c vytvořeným zmenšením průměru části 24b hřídele 24 a dokud zarážka 102 víka nedosedne na osazní 25d zmenšeného průměru části 24c hřídele 24.

Hřídelová podsestava, podle obr.8, se společně s odpovídajícím koncovým víkem 82 nasune do válcového tělesa 62. Po usazení první sestavy 26 vinutí do vnitřku válcového tělesa ·· ····

0

0 0 0

0 0 0 0

0 0 0 • 0 0000

0 0

0 0

0 0 00 000 rotorové klece 60, magnety 74 přitáhnou vinutí do kontaktu s magnety. Stejně jako při montáži magnetů 74 ke krytu 72, třebaže magnety 74 mají velkou přitažlivou sílu, koeficient tření je dostatečně malý, takže statorová podsestava může být kluzně nasunuta do vnitřku válcového tělesa 62 rotorové klece 60. Pokud je třeba, lze použít pro usnadnění kluzného pohybu mazadla, které se nanese buď na hřídel nebo na vnitřek válcového tělesa 62 rotorové klece 60.

Podsestava tvořená statorem a rotorem je poté kluzně zasunuta do skříně 80. Po zasunutí podsestavy, tvořené statorem a rotorem, se magnety 74 spárují s částí skříně 80, výsledkem čehož je, že skříň 80 a hřídel 24 jsou poněkud přesazeny. Po úplném vsunutí podsestavy, tvořené statorem 20 a rotorem 22, kónický povrch 120 na obvodové stěně 90 koncového víka 82 se dostane do styku s hranou venkovní skříně 80 a vycentruje hřídel 24 vzhledem ke venkovní skříni 80 u tohoto konce.

Klínový účinek kónického povrchu 120 oddělí některé z magnetů od skříně 80. Výsledkem je úhlové natočení skříně 80 a podélné osy hřídele 24.

Ačkoliv to není nutné, je výhodné, když vnitřní povrch skříně 80 je opatřen jedním nebo více výstupky, přičemž obvodová stěna 90 má odpovídající počet zářezů nebo drážek, takže po vložení obvodové stěně 90 koncového víka 82 do otevřeného konce skříně 80 výstupky mírně odklání obvodovou stěnu 90 dokud nezapadnou do odpovídajících zářezů nebo drážek a tím účinně zajistí koncové víko 82 v poloze na konci skříně 80.

Pro dokončení montáže elektrického motoru 10 se na protilehlý konec hřídele 24 nasune další koncové víko 82. Zde je třeba si uvědomit, že magnety 74 alespoň části jedné strany statoru 20 budou ve fysickém kontaktu s vnitřkem tělesa 62 rotorové klece 60, v důsledku čehož hřídel 24 bude mírně vyosena vzhledem ke skříni 80. Vnější konce obvodové stěny 90 koncového víka 82 mají mírný úkos 120. Při tomto uspořádání, po vložení druhého koncového víka 82 do otevřeného konce skříně 80, kónický, nebo do klínu tvarovaný vnější okraj obvodové stěny 90 koncového víka 82 vejde do styku s vnitřní hranou části skříně 80. Při pokračujícím vsouvání obvodové stěny 90 koncového víka 82 do otevřeného konce skříně 80 se začne centrovat hřídel 24 vzhledem k podélné ose skříně 80 a klece 60 rotoru. Po ukončení úplného vsunutí koncového víka 82, sestavy 26 vinutí jsou odtlačeny z jejich kontaktu s vnitřním povrchem tělesa 62 rotorové klece. Následně se kryt 98 kluzně nasouvá na hřídel 24, aby uzavřel středový náboj 84 a utěsnil vůči okolní atmosféře..

Po montáži vznikne mezi vnějškem sestav vinutí 26 a vnitřkem tělesa 62 rotorové klece mezera o velikosti asi 0,5 mm. V důsledku velmi velkých magnetických sil magnetů 74 ·· ···« φ φ • φφφ φφφ · · • φ • φ φ • φφφφ zde vzniká tendence magnetů 74 spojit se skříní 80, čemuž však zabraňuje výjmečná tuhost statorové podsestavy.

Motor 10 podle vynálezu, tak jak je popsán výše, poskytuje špičkový výkon 3 kW a může pracovat nepřerušovaně s výkonem 1,6 kW a 850 otáčkách za minutu, s účinností přibližně 95%.

Maximální kroutící moment je 18,2 Nm. Výkon elektrického motoru 1Ό je velmi vysoký vzhledem k jeho poměrně malé velikosti. Skříň 80 má délku přibližně 417 mm a průměr 114,3 mm. Každá sestava 26 vinutí má délku přibližně 135 mm.

Funkce

Funkce motoru je řízena dobře známým způsobem, a proto bude popsána pouze v obecných detailech. Jak je známo u všech stejnosměrných motorů, rotor se pootáěí vpřed vzhledem k rotoru v důsledku změny polarity pólů na statoru, aby buď tlačily nebo táhly permanentní magnety na rotoru, jak je kdy třeba. Stator podle vynálezu má devět pólů 51. tvořených vinutími 56, rozloženými přibližně po 40 stupňových intervalech po obvodu statoru. Permanentní magnety na rotoru jsou rozmístěny po 60 stupňových úsecích kolem obvodu rotoru. Permanentní magnety mají šířku o málo větší než je šířka vinutí.

Po vystředění pólu permanentního magnetu nad jedním pólem vinutí, je další permanentní magnet obecně ustaven přímo mezi další sousední póly, přičemž jeho část přečnívá část každého vinutí. Následující magnet 74 se opět ustaví nad pól 51 vinutí. Za předpokladu, žeje mezi póly magnetů 74 a vinutími pevná fysická vazba, lze použít Hallovo čidlo pro zjišťování polohy magnetů a výstupního signálu, jenž je využit elektronickou jednotkou 12 ke změně směru proudu tekoucího vinutími, aby se přeměnila podle potřeby polarita vinutí a tak aby se permanentní magnety buď tlačily nebo táhly a aby tak pokračovala rotace rotoru. Postačuje jediné Hallovo čidlo, protože počet permanentních magnetů je znám a rovněž je známo rozmístění permanentních magnetů. Hallovo čidlo by však mohlo být umístěno nad statorem u všech nebo některých z pólů vinutí 56 pokud by bylo třeba.

Elektronické řízení je schopno nejen zajistit posun rotoru vpřed vůči statoru, ale rovněž je schopno obrátit směr otáčení rotoru vůči statoru. Stejně tak může byt elektronické řízení využito buď k brždění dopředného pohybu nebo zpětného pohybu elektrického motoru.

Technika dopředného pohybu, reversace a brždění jsou velmi dobře známy, a proto zde není třeba je podrobně popisovat.

4444

4

444

444 · 4

4 4

4 · 4

4444 444 4

444· 4 4 4 ₁₃ .............

Rychlost elektrického motoru je ovládána nastavením hodnoty napětí přivedeného na vinutí. Pokud se napětí zvýší, rychlost otáčení elektrického motoru se úměrně zvýší. Takže jednoduché a dobře známé řízení rychlosti elektrického motoru pomocí napětí, představuje vše, co je třeba k řízení rychlosti motoru podle vynálezu. Výhodou použití napětí k řízení rychlosti elektrického motoru řízení je, že rychlost elektrického motoru je v podstatě plynule nastavitelná v závislosti na rozsahu napěťového zdroje pro elektrický motor a vnitřním odporem konkrétního zařízení, které je elektrickým motorem poháněno.

Během ustáleného chodu, elektrický motor bude generovat přibližně 80 W tepelné energie. Vzhledem k malé velikosti elektrického motoru v porovnání s výkonem a generovaným teplem, je důležité rozptýlení tepla, zejména z důvodu jeho negativního dopadu který může mít na magnety 74. Lamely na koncovém víku 82 pracují jako vzduchem chlazený chladič pro rozptýlení tepelné energie vyzařované elektrickým motorem. Jak je zřejmé z obr.

, lamely jsou vedeny z vnitřku koncového víka 82 na povrch. Vnitřní umístění lamel způsobuje nucenou cirkulaci vzduchu uvnitř elektrického motoru 10 a eliminuje oblasti vyvinu tepla. Otáčení elektrického motoru 10 způsobuje rotaci lamel a tím cirkulaci vzduchu uvnitř skříně 80. Cirkulace vzduchu uvnitř skříně může být podélná a procházet otevřenými prostory štěrbinami 66 mezi magnety ve válcovém tělese 62 . Lamely na koncových víčkách 82 spolu s tvarem rotorové klece 60 vytvářejí vzduchový chladič s nucenou cirkulací, který odebírá tepelnou energii bez zvýšení složitosti elektrického motoru 10 nebo bez nároků na zvětšení jeho velikosti.

Využití

Obr. 9 znázorňuje jedno z možných použití elektrického motoru 10 podle předloženého vynálezu. Na tomto obr. 9 je ukázáno zařízení 140 s pásem pro trénink chůze či běhu, tvořené deskou 142, na jejímž jednom konci je uchycen elektrický motor 10 podle vynálezu, zatímco na druhém konci je uložen válec 144. Pás je unášen kolem skříně 80 elektrického motoru ICL přičemž mezi válcem 144 a elektrickým motorem 10 je deska 142. Vzhledem k tomu, že pás 146 je ve fyzickém kontaktu se skříní 80 elektrického motoru 10, bude se při otáčení skříně 80 posouvat i pás 146 zařízení 140 pro trénink chůze či běhu.

Elektrický motor 10 , při použití, jaké je popsáno výše, s výhodou pracuje mezi 2 a 12 mph, s výkonem 0,27 kW, při 142 ot/min a 1,60 kW při 854 ot/m.

Obr. 10 znázorňuje další použití elektrického motoru 10 podle vynálezu. Na tomto obr.10 je znázorněn systém pro manipulaci s kusovým materiálem, který zahrnuje dopravník 150 mající desku 152, elektrický motor 10, uložený na jednom konci a jeden nebo více válců 154, ·· ···· * « • ··· • · • · · • ·· · · ··· · · • · · · • · · • · ♦·· uchycených na různých místech desky 152. Dopravní pás 156 je opásán okolo válců 154 a elektrického motoru 10. Rotace skříně 80 způsobí pohyb dopravního pásu 156.

V kterékoliv z těchto aplikací je vynález výhodnější oproti známému stavu techniky v tom, že elektrický motor 10 má relativně malý průměr (114 mm) při velkém výstupním výkonu (1,6 kW) při ustáleném chodu. Malý příčný průřez elektrického motoru 10 umožňuje jeho použití v různých aplikacích, kde jsou kladeny požadavky na malý zastavěný prostor. Zmenšený příčný průřez elektrického motoru 10 rovněž umožňuje zmenšení pásu a rovněž zmenšení problémů spojených se setrvačnými silami při brzděním, které se vyskytují u běžných motorů s většími průměry.

Jinou výhodou elektrického motoru 10 podle vynálezu je, že jeho výstupní výkon může být jednoduše zvýšen jednoduchým přidáním počtu sestav 26 vinutí k základním čtyřem, současně s potřebným přidáním mezi nimi ležících rozpěmých vložek 28. Je samozřejmé, že takovéto uspořádání bude vyžadovat delší hřídel 24. Na rozdíl od známých dřívějších konstrukcí není délka hřídele 24 důležitá, protože přidané sestavy 26 vinutí mohou zahrnovat přídavné rozpěmé vložky 28 , které dohromady vytvářejí účinný větší průměr, který omezuje průhyb hřídele 24, který se vyskytuje u dosud známých elektrických motorů a jehož negativním výsledkem může být při dostatečném prohnutí hřídele až dotyk rotoru se statorem při činnosti motoru.

Druhé provedení

Obr. 11 a 12 představují druhé provedení elektrického motoru 210 podle předloženého vynálezu. Druhé provedení elektrického motoru 210 zahrnuje řadu složek, fyzicky i funkčně podobných nebo identických s těmito, podle prvního provedení elektrického motoru 10 .

Z tohoto důvodu budou mít konstrukční prvky druhého provedení, podobné konstrukčním prvkům prvního provedení, podobné vztahové značky zvýšené o 200.

Elektrický motor 210 zahrnuje elektrický řídící systém 212 , který obsahuje veškerou elektroniku pro řízení funkce elektrického motoru 210. Vzhledem k tomu, že elektrický řídící systém 212 je stejný jako elektrický řídící systém 12 , není zde znázorněn.

Elektrický řídící systém 12 může být tvořen celou řadou velmi dobře známých řídících systémů, ty však netvoří základní část tohoto vynálezu. Z tohoto důvodu zde nebudou podrobně popisovány. Lze obecně konstatovat, že řídící systém 12 bv měl být schopen přímo nebo nepřímo monitorovat polohu pólů každého z vinutí ve vztahu k pólům permanentních magnetů a použít tuto informaci k řízení spínání elektrického proudu, protékajícího vinutími a tak ovlivňovat otáčení rotoru (vpřed nebo vzad), rychlost otáčení elektrického motoru (obecně změnou amplitudy napětí), zrychlení nebo zpomalení elektrického motoru včetně brždění.

· 0 · 000 009 •0 0 0 900 0 0000

000 00 0 0000 000 0 • 0000 00 0

000 00 00 0 00 000 15

Elektrický motor 210 zahrnuje stator 220 uložený uvnitř rotoru 220. Stator 220 je pevně uchycen na neotočné hřídeli 224. Rotor 222 je otočně uložen na hřídeli 224, Konce hřídele 224 jsou pevně drženy montážními bloky 225 , kterými je hřídel 224 namontován na konstrukční prvek dopravního systému nebo konstrukční prvek konkrétního použití.

Co se týká obr. 13 a 14, zde znázorněný hřídel 224 zahrnuje středovou část 224A o konstantním průměru, která končí u jednoho svého konce prstencovým osazením 224B, přičemž další konec středové části 224A je opatřen prstencovým límcem 224 C. Prstencový límec 224 C přechází do pojišťovcí prstencové části 224D, která poté přechází do části 224 E o zmenšeném průměru pro montáž senzoru. Mezi částí 224 E pro montáž senzoru a částí 224G pro montáž ložiska je umístěna prstencová drážka 224F. Z částí 224G pro montáž ložiska vybíhá klín 224H o zmenšeném průměru. Druhý konec hřídele 224 ve směru od prstencového osazení 224B je konstrukčně podobný tím, že zahrnuje prstencovou drážku 224F, část 224G pro montáž ložiska a klín 224H. Drážka 224 I pro klín ve statoru je vedena podél délky středové části 224A. mezi jejími konci a je skloněna v úhlu 10 stupňů vzhledem k podélné ose 224J hřídele 224. Drážka 224 I pro klín je libovolná a to z důvodů vysvětlených dále v pojednání o montáži. Elektrické vedení 224K je vyvedeno u jednoho konce hřídele 224 , přičemž tento konec je opatřen průchodem pro elektrické vedení od řídícího systému k vinutím a některým vnitřním senzorům.

Stator 220 na obr. 15 a 16 obsahuje jedinou sestavu 226 vinutí, pevně usazenou na neotočné hřídeli 224 na rozdíl od vícenásobných sestav 26 vinutí u prvního provedení.

Samotná sestava 226 vinutí je konstrukčně podobná sestavám 26 vinutí u prvního provedení v tom, že zahrnuje jádro 240 vinutí, kolem kterého je uložena řada závitů 256 vinutí. Jádro 240 vinutí, stejně jako jádro 40 vinutí, zahrnuje řadu kotoučů 242.

Kotouče 242 vytvářejí po usazení na hřídel řadu pólů 250 vinutí. Každý z pólů 250 vinutí je zakončen hlavou 252, která účinně fixuje závity 256 na pólech 250 vinutí. Póly 250 vinutí jsou odděleny kanály 254.

Vinutí 256 jsou provedena běžným způsobem a jsou tvořena vodičem, navinutým kolem pólů 250 vinutí. Kanály 254 jsou za účelem snížení vibrací zaplněny pryskyřicí, s výhodou dvousložkovou epoxidovou pryskyřicí.

Póly 250 vinutí jsou rozmístěny s výhodou po 20 stupních kolem středu kotouče 242.

Opačné konce každého z pólů 250 vinutí jsou s výhodou vůči sobě v radiálním směru pootočeny o 20 stupňů, takže opačné konce sousedních pólů vinutí jsou radiálně vyrovnány Jinými slovy, při daném směru rotace, každé z vinutí bude mít vedoucí konec a vlečený ·· ··*· * · • 9 · · * ·

9

9 9

9 9 9

9999999 9 9

9 9 9 9 9

9 9 9 999 konec. Vlečený konec jednoho vinutí je v radiálním směru přiřazen vedoucímu konci vlečeného vinutí.

Jak je zřejmé z obr. 11,12,17 a 18 , rotor 222 u druhého provedení elektrického motoru 210 je odlišný od prvního provedení elektrického motoru 10 v tom, že není třeba použít rotorové klece, protože permanentní magnety jsou uchyceny přímo na venkovní skříň. Druhé provedení elektrického motoru 210 zahrnuje skříň 280, ve které je nasunuta kluzně řada kovových prstenců 260.

Skříň 280 je v podstatě shodná se skříní 80 podle prvního provedení elektrického motoru 10. Skříň 280 má obecně válcový tvar s otevřenými konci 272. Na vnějším povrchu má skříň 280 zkosenou část 274 , přivrácenou k otevřeným koncům 272. Uvnitř duté skříně 280 je umístěno prstencové osazení 276 , vytvářející hranici mezi prvním vnitřním průměrem 278 a druhým vnitřním průměrem 280. První vnitřní průměr 278 odpovídá vnějšímu průměru prstenců 260. Druhý vnitřní průměr 280 začíná u prstencového osazení 276 a je zachován až k otevřenému konci 272, přičemž je větší než první vnitřní průměr 278.

Kovové prstence 260 jsou po jejich uložení v požadované poloze uchyceny na vnitřek skříně 280 . Kovové prstence 260 jsou výhodně vyrobeny ze směsi neodymu, železa a bóru. Ve znázorněném provedení mají kovové prstence 260 vnější průměr 10,43 cm a vnitřní průměr 9,83 cm. Každý z kovových prstenců 260 je široký 3,35 cm takže při použití 10 kovových prstenců 260 rozložených po celé délce vnitřku skříně 280 činí celková délka 33,5 cm.

Kovové prstence 260 se zmagnetují až po jejich nalepení na vnitřek skříně 280. Zmagnetování kovových prstenců 260 po jejich vložení a uchycení na skříň 280 v podstatě eliminuje problémy s montáží, vyskytující se u prvního provedení rotoru, spočívající v síle magnetů ze směsi neodymu železa a bóru .

Na obr. 18 je znázorněno zmagnetovávání kovových prstenců 260. Kovové prstence 260 jsou zmagnetovány takovým způsobem, že každý z kovových prstenců 260 má segment 262 se střídavým směrem magnetického toku. Šipky 265 na obr. 16 ukazují směr magnetického pole, příslušného odpovídajícímu segmentu 262. Je výhodné, když se segmenty 262 střídají ve směru magnetického toku přibližně po 30 stupních vzhledem ke středu kovového prstence 260.

Rozmístění segmentů 262 po 30 stupních je v součinnosti s rozmístěním jader vinutí po 20 stupních’, takže pokud přední konec jednoho pólu 250 vinutí rotuje za daným segmentem 262, pak asi jedna polovina (10° are) vlečeného pólu 250 vinutí leží pod daným segmentem 262. Překrytí mezi sousedními vinutími a daným segmentem 262 způsobuje ·· · · 4 4 4 «44 • · 4 4 4 4 4 ·« «44 • 444 4 4 4 4444 444 4

4 4 4 4 4 4 4

999 99 44 4 44 444 stálejší výkon elektrického motoru, ve srovnání s prvním provedením elektrického motoru, u kterého není překrytí mezi vinutími a daným segmentem nebo magnetem. Velikost překrytí mezi sousedními vinutími a daným magnetem se může v závislosti na požadovaném výkonu elektrického motoru měnit.

Ovladač spíná proud tekoucí závity 256 podobným způsobem jako vinutí 56, aby tak vyvolal rotaci rotoru 220. V podstatě je proud spínán v daném směru, když osa permanentního magnetu míjí osu odpovídajícího vinutí, takže vinutí zpočátku táhne permanentní magnet směrem k ose vinutí a poté tlačí permanentní magnet směrem od osy vinutí. Je třeba uvést, že úhlová orientace závitů vzhledem k podélné ose permanentních magnetů obvykle povede ke spínání proudu, jakmile středový bod permanentních magnetů bude procházet středovým bodem vinutí.

Jak je patrné z obr. 19 a 20, otevřené konce 272 skříně 280 jsou uzavřeny koncovými víky 282. Koncová víka 282 jsou identická s koncovými víky 82 a zahrnují středový náboj 284 mající průchozí otvor 285 se zarážkou 287, které jako celek tvoří sedlo pro keramické ložisko 286. U vnitřního konce středového náboje 284 je umístěna prstencová drážka 288. Ze středového náboje 284 vybíhá obvodová stěna 290, spojená se středovým nábojem 284 radiálními žebry 292. Část radiálních žeber 292 je vedena za obvodovou stěnu 290, kde vytváří vnější zarážku 294. Konce obvodové stěny 290 jsou opatřeny úkosem 291 , aby tak napomohly vložení koncových vík 282 do skříně 280, Lamely 296 pro chlazení vybíhají směrem ven z radiálních žeber 292.

Kryt 298, podle obrázků 21 a 22, má axiální otvor 300, do něhož vybíhá prstencová zarážka 302. Na vnitřním povrchu krytu 298 jsou vytvořeny soustředné prstence 304 , které zapadají do soustředných prstenců 306, obepínajících otvor středového náboje 284, čímž se po montáži krytu 298 na koncové víko 282 vytvoří labyrintové těsnění.

Obrázek 23 představuje montážní blok 225 podle vynálezu. Unikátní konstrukce montážního bloku 225 tlumí vibrace motoru ve všech směrech, přičemž stabilita v krutu a výkon motoru při chodu motoru nejsou výsledkem kompromisu. Montážní blok 225 zahrnuje obecně kotvu 310 ve tvaru U, kde každé z ramen 312 ie opatřeno otvorem 314, jím procházejícím, pro uložení montážních šroubů 316. Čep 318, procházející směrem dovnitř y každého ramene 312 , nese pouzdro 320 z elastomeru. Svěrka 322 tlakem drží koncový klín 224H pomocí šroubů 324. Svěrka 322 zahrnuje spodní spojovací desku 326 a horní spojovací desku 328, přičemž obě jsou upraveny tak, aby spolupůsobily s dalšími díly a svíraly koncový klín 224H .Jak horní spojovací deska 328 tak spodní spojovací desku 326 jsou opatřen středově umístěným, klínovitě tvarovaným zahloubením 330 tvarově shodným s koncovým • ·· ·* · 44 4444 •· · 4 444 444 • 4 4 4444 44 444 > 444 4 4 4 4444 444 4 • 4444 44 4 ♦·4 4« 44 4 44 »·« klínem 224H . Obě desky 328 a 326 mají poloválcové zahloubení 322 otevřená u každého konce spojovacích desek 328 a 326, vybíhajícího od středové osy A. Průměr poloválcových zahloubení 322 je stejný (nebo přibližně stejný) jako průměr pouzdra 320 z elastomeru. Mezi klínovitě tvarovaným zahloubením 330 a každým poloválcovým zahloubením 322 je vytvořen otvor 334 v každé spojovací desce 328 a 326. Otvory 334 ve spodní spojovací desce 326 jsou s výhodou opatřeny závity.

Po montáži, jak je znázorněno na obr. 24 jsou spojovací desky 326 a 328 spolu navzájem spojeny pomocí šroubů 324 a koncového klínu 224H motoru, vloženého do klínovitě tvarovaného zahloubení 330 a pouzdra 320 na čepech 316 jsou uložena v poloválcových zahloubeních 322. Jak je zřejmé, celá sestava motoru je nesena na kotvě 310 přes.pouzdra 320 z elastomeru, čímž se sníží hladina hluku.

Navíc nesoustředné umístění poloválcových zahloubení 322 umožňuje použití montážního bloku 225 buď s krytem 98, 298 nebo bez krytu 98, 298. Je samozřejmé, že použití krytu 98, 298 (viz. obr. 2, 7, 11 a 22) závisí na volbě. Jak ukazuje obr. 25, kde je kryt 98, 298 například použit, tam spojovací desky 328 a 326 jsou uloženy svými zarovnanými stranami 336 směrem k ke krytu 298 . Na druhé straně, jak ukazuje obr. 26, tam kde se nepoužije kryt 298 jsou spodní a horní krycí deska 326 ,328 uloženy s vyčnívající stranou 338 přilehle k motoru, aby zabíraly část prostoru, který by byl jinak zaplněn krytem 298.

Montáž druhého provedení elektrického motoru

Dále bude popsána montáž druhého provedení elektrického motoru 210. Co se týká montáže prvního provedení elektrického motoru 10 přesný sled montážních kroků není z hlediska vynálezu důležitý. Montážní kroky jsou popsány zcela jen pro lepší pochopení vynálezu a jejich sled by neměl být pokládán za omezující vynález.

Montážní postup u statoru 220 ie důležitý pro dosažení požadované tuhosti, aby stator odolával průhybu, kdy je vystaven magnetickým silám. Toto je požadováno proto, že vzduchová mezera mezi statorem a rotorem je velmi malá, řádově 1 mm. Změny v šířce vzduchové mezery jsou samozřejmě již způsobeny výrobními tolerancemi a dalšími vlivy.

Rozdílné rozměry vzduchové mezery mezi jedním koncem motoru a dalšími místy bude nutit rotor, aby se ohýbal nebo prohýbal, přičemž příliš velký průhyb může vyústit v dotyk mezi rotorem a statorem a tím účinně snížit výstupní výkon motoru.

Stator 220 je montován jednou ze dvou metod. První metoda používá drážku 224 I pro klín, pokud je jí hřídel 224 opatřena. Distanční vložka 288 je umístěna na hřídeli 224 tak, aby byla opřena o prstencovité osazení 224B .Řada desek 242, z nichž každá je opatřena otvorem

9 9 9 9 9 • 9 pro pero jenž odpovídá velikostí i tvarem drážce 2241 , se pak nasouvá na přední konec hřídele 224, přičemž první z desek 242 se opírá o distanční vložku 288 a každá následující deska 242 pak vždy o předcházející 242. Každá deska 242 ie výhodně ražena z pocínovaného plechu majícího tloušťku 0,35 mm. Na hřídel 224 je tak umístěno přibližně 980 desek 242 , konkrétní počet desek 242 závisí na délce hřídele 224 a hlavně na velikosti motoru. Bylo ověřeno, že horní hranice pro délku hřídele 224 při použití popisované metody je kolem 20 palců. Pero 246 každé desky 242 zapadne po jejím nasazení do drážky 2241 . Nasazením desky 242 a jejím posunutí po hřídeli 224 se vytvoří pólové nástavce 250 z jader vynutí 240.

Po nasunutí desek 242 na hřídel 224 se nasune na hřídel 224 druhá distanční vložka

288 jenž je držena v kontaktu s deskami 242. Desky 242 se potom navzájem stlačí, například pomocí hydraulického lisu. Stlačovací síla je volena tak, aby se z desek 242 vytvořila vrstvená deska a její velikost je v rozsahu 6x 10⁴ až 10x10⁴ Newtonů. Poté se na hřídel 224 s patřičným kroutícím momentem našroubuje proti druhé distanční vložce 288 pojistná matice

289 , která udržuje vrstvenou desku tlakem pohromadě. Tento tlak způsobí, že stator je třikrát tak tužší než by normálně byl,čímž odolává ohybovým momentům působícím na stator magnety rotoru. Vinutí 256 jsou pak vytvářena navíjením drátu kolem pólových nástavců 250 a to běžným způsobem.

Druhá metoda vytváření statoru využívá přípravek nebo klec, pokud hřídel 224 není opatřena drážkou pro pero 2411. Klec je v podstatě dutý válec opatřený jedním nebo více vedeními, vyčnívajícími dovnitř ze stěny. Vedení nebo více vedení jsou po délce klece a jsou uspořádána po úhlech 10° vzhledem k podélné ose klece. Vedení má velikost, jenž odpovídá doplňujícímu tvaru vedení nebo mezeře mezi póly u každé z desek. Desky jsou stohovány v kleci, přičemž vedení správně orientují desky v jejich vzájemných polohách. Distanční vložka 288 se umístí u každého konce stohu desek. Hřídel 224 se pak hydraulicky vtlačuje do středu otvoru ve stohu desek dokud se distanční vložka 288 na jedné straně neopře o prstencovité osazení 224B .Při tytéž stlačovací operaci, nebo v odděleném kroku, jsou desky stlačeny výše zmíněnou silou, čímž se vytvoří vrstvená deska, načež se na hřídel 224 našroubuje pojistná matice, která stahuje vrstvenou desku.

Po vytvoření vinutí 265 kolem pólových nástavců 250 mohou být smontovány stator 220 a rotor 222. Nejdříve se do vnitřku rotoru 222 vsune stator 220, Vzhledem k tomu, že prstence 260 byly již předtím zmagnetovány, bude stator 220 přitahován do kontaktu se zmagnetovanými prstenci 260 rotoru 222. Stator 220 pak bude moci být kluzně vsunut skrze vnitřek prstenců 260 rotoru 222. Stejně tak jako u prvního provedení, může být za účelem snížení tření mezi statorem 220 a rotorem 222, použito mazivo.

Montáž koncových vík 82 a ložiska 86 je stejná jako tato u dříve popsaného prvního provedení, a proto nebude podrobně popisována. Po montáži koncových vík 82 keramického ložiska 286 a krytu 298 je montážní sestava připravena pro montáž na montážní blok 225, jak je diskutováno výše.

Třetí provedení

Třetí provedení motoru 410 podle předloženého vynálezu je zobrazeno na obr. 27 až 32.

Třetí provedení motoru 410 zahrnuje řadu komponent fyzikálně i funkčně podobných nebo totožných s komponentami druhého provedení elektrického motoru 210 . Z tohoto důvodu budou mít komponenty druhého provedení, podobné těmto komponentům z prvního provedení, v pokud možno stejném rozsahu, totožné vztahové značky, zvýšené o 200.

Hlavní rozdíly mezi třetím provedením a druhým provedením spočívá v délce rotoru 422 a konstrukci sensorů, které detekují polohu vinutí v libovolném daném okamžiku. U jedné z variant třetího provedení zobrazené na obr. 27 je zřejmé, že rotor 422 a hřídel 424 jsou tak prodlouženy, že je zde prostor mezi jedním koncem a destičkami statoru. Jinými slovy destičky statoru nejsou vy středěny mezi dvěma konci elektrického motoru 210. Vy středění zde není kritické, aby elektrický motor 210 účinně pracoval. Je zde však omezení z hlediska délky, kterou lze dosáhnout. Tato délka je omezena tím, že hřídel má tendenci se prohýbat v důsledku ohybových momentů, vyvolaných magnety.

Aby bylo možné dosáhnout větší délky, potřebné u některých aplikací, byly vytvořeny varianty přijatelných řešení jak jsou zobrazeny na obr. 28 až 32. Při prvním pohledu na obr.

28, 29 a 31 je patrné, že část 400 motoru má spojovací část 402 vybíhající za koncové víko 482. Spojovací část 402 je opatřena otevřeným koncem 404 tvořeným prstencovitým osazením 406 na konci rotoru 422. Hned za koncovým víkem ve spojovací části 402 je vnitřní prstencovitá drážka 408 a řada otvorů 500 procházejících skrze stěnu spojovací část 402 do vnitřní prstencovité drážky 408. V prstencovitém osazení 406 je vytvořena alespoň jedna štěrbina 502 . Je samozřejmé, že hřídel 424 statoru 420 končí v určitém místě za koncovým víkem 482.

Obr. 28, 29 a 32 ukazují lépe prodlouženou část 510 ,o kterou je část 400 motoru délkově prodloužena. Prodloužená část 510 zahrnuje prodloužení 512 rotoru a sestavu 514 hřídele.

Prodloužení 512 rotoru má válcovou konstrukci, mající v podstatě ten samý průměr, tloušťku a složení jako rotor 422. Bližší konec 516 prodloužení 512 rotoru končí u prstencovitého osazení 518 a mírně uvnitř prstencovitého osazení 518 a bližšího prstencovitého osazení 520. Vzdálenější konec 522 prodloužení 512 rotoru je uzavřen koncovým víkem 524 , majícím v podstatě stejnou konstrukci jako koncové víko 482 motoru. Koncové víko 524 je s výhodou uchyceno na prodloužení 512 rotoru přítlakem a/nebo přivařením. Vnitřní prstencovité osazení 526 leží uvnitř koncového víka 524,

Sestava 514 hřídele zahrnuje nosný blok 528 a nosný hřídel 530. Nosný blok 528 je tvořen zesíleným diskem, vtlačeným do vzdálenějšího konce 522 prodloužení 512 rotoru proti prstencovitému osazení 526. Nosný hřídel 530 je opatřen klínovitým koncem 532 a prvním ložiskovým povrchem 534 a druhým ložiskovým povrchem 536 , oddělenými prstencovitým rozpěracím výčnělkem 538. První ložisko 540 je uchyceno ve středovém otvoru 542 nosného bloku 528 pomocí děleného kroužku 544 a druhé ložisko 540 (výhodně dvojité) je uchyceno v koncovém víku 524 pomocí dalšího děleného kroužku 548. Nosný hřídel 530 je uložen svým prvním ložiskovým povrchem 534 v druhém ložisku 546 a druhým ložiskovým povrchem 536 je uložena v prvním ložisku 540. Je samozřejmé, že podélná osa nosného hřídele 530 bude ležet na stejné přímce jako podélná osa hřídele 424.

Spojovací člen 550 spojuje prodlouženou část 510 se spojovací částí 500. Spojovací člen 550 je tvořen trubkou, opatřenou prvním prstencovitým okrajem 552 u jednoho konce a druhým prstencovitým okrajem 554 u druhého konce. Poblíž prvního prstencovitého okraje 552 z trubky vystupuje směrem ven radiální žebro 556, přičemž má vnější průměr v podstatě roven vnějším průměrům rotoru 422 a prodloužené části 510. Radiální žebro 556 je na jedné straně ohraničeno prvním prstencovitým osazením 558 a na druhé straně druhým prstencovitým osazením 560. Spojovací člen 550 je přichycen k prodloužené části 510 nalisováným spojením a/nebo přivařením, přičemž první prstencovitý okraj 552 spojovacího členu 550 se opírá o nejbližší prstencovité osazení 520 prodloužené části 510 rotoru a nejbližší prstencovitého osazení 518 prodloužené části 510 rotoru se opírá o první prstencovité osazení 558 spojovacího členu 550. Pokud je třeba, je svar umístěn u spojení nejbližšího prstencovitého osazení 518 prodloužené části 510 rotoru a prvního prstencovitého osazení 558.

Mezi radiálním žebrem 556 a druhým prstencovitým okrajem 554 je umístěna vnější prstencovitá drážka 562. Z obr. 30 je zřejmé, že ve vnější prstencovité drážce 562 je umístěn dělený svěmý kroužek 564. Dělený svěmý kroužek 564 je vytvořen ze dvou polovin, přičemž každá polovina je opatřena řadou otvorů 566 se závity. Otvory 566 se závity ·· ···· jsou umístěny tak aby byly v zákrytu s otvory 500 ve spojovací části 402 rotoru 400. Šrouby 568 svěmého kroužku 564 jsou zašroubovány do otvorů 566 se závity. Na spojovacím členu 550 , ve vnější prstencovité drážce 562 je uchycena dvojice naváděcích čepů 568 umístěných vůči sobě protilehle, to je pootočené vůči sobě o 180°, pro držení polohy děleného svěmého kroužku 564 s otvory 500 a otvory 500 v zákrytu. Po dotažení šroubů 568 dělený svěmý kroužek 564 zapadne do vnější prstencovité drážky 562 .

V této poloze může být druhý prstencovitý okraj 552 spojovacího členu 550 ustaven do tlakového kontaktu do otevřeného konce 404 spojovací části 404 rotoru 422. Je zřejmé, že po spojení se bude druhý prstencovitý okraj 552 spojovacího členu 550 dotýkat koncového víka 482 a/nebo prstencovitý okraj 406 spojovací části 402 se bude dotýkat prstencovitého osazení 560 spojovacího členu 550 . Dělený svěmý kroužek 564 se současně usazuje na prstencovitou drážku 408, pokud jsou šrouby 568 děleného svěmého kroužku 564 zašroubovávány, přičemž dělený svěmý kroužek 564 se pohybuje ven z vnější prstencovité drážky 562 spojovacího členu 550 do prstencovité drážky 408 ve spojovací části 402, čímž sevře spojovací člen 550 na spojovací části spojovací části 402. Pro další zabezpečení, vyčnívají poblíž prstencovitého osazení 560 ze spojovacího členu 550 pojistné čepy 570, které jsou vsunuty do štěrbiny 502 , aby tak zabránily otáčení spojovacího členu 550 vůči spojovací části 402.

Klín 532 nosné hřídele 530 ie uchycen k montážnímu bloku, tak jak je popsáno výše a stejně tak uchycení vnějšího konce hřídele 424, k dalšímu montážnímu bloku. Při takto uchycené prodloužené částí 510 k rotoru 402 a přiřazení nosné hřídele 530 k hřídeli 424 je zřejmé, že společně s rotorem 402 se bude otáčet i prodloužená část 510. Takto vytvořený elektrický motor lze využít pro široké pásy.

Polohové čidlo

Vynález zahrnuje novou polohu polohového čidla 600, nejlépe znázorněnou na obr. 33 a 34, avšak rovnocenně využitelnou u všech provedeních. Polohové čidlo 600 zahrnuje montážní držák 602, mající válcovou část 604, přírubovou část 606 a zesilující žebro 608 vedené mezi válcovou část 604, přírubovou část 606. Válcová část 604 má vnitřní průměr roven přibližně vnějšímu průměru části 224E hřídele 224 , pro polohové čidlo 600, takže montážní držák 602 může být nasazen na nasazen na hřídel 224 a namontován na něj. Otvor 610 pro čep ve válcové části 604 má takovou velikost, aby do něho mohl být zasunut montážní čep 612 , přičemž montážní držák 602 je v takové poloze, která odpovídá otvoru 614 v hřídeli 224 .

9

9

94 ·· 9999

9 9

9 9 9 9

9 9

9 9

9 9 9 9

Po nalisování montážního čepu 612 do obou otvorů 610 a 614 je montážní držák 602 pevně uchycen k hřídeli 224 s přírubovou část 606 rovnoběžnou a oddělenou od poslední 242 ve statoru.

Přírubová část 606 je opatřena několika otvory 616 , s výhodou opatřenými závity a s podložkami kolem každého otvoru 616 . Deska 620 polohového čidla 600 je opatřena rovněž několika otvory 622 , umístěnými tak aby byly vycentrovány s otvory 616 v přírubové části 606 . Deska 620 polohového čidla 600 nese polohová čidla 624, 626 , tak jak je to podrobněji popsáno dále.

Koncové víko 282 je opatřeno řadou vnitřních žeber 628 vybíhajících radiálně z náboje 630. Velikost náboje 630 je volena tak, aby v něm bylo možné umístit obvyklým způsobem ložisko 632 , jenž je zde fixováno děleným kroužkem 634. Prstencovité zakončení 636 náboje 630 je ploché a část přilehlých žeber 628 je ve stejné rovině s prstencovitým zakončením 636 a tak vytvořila účinnou plochu na níž je uchycen optický disk 640. Optický disk 640 je s výhodou z tenké oceli (tloušťka řádově 0,2mm), přičemž má dráhu 642 z velmi mělkých, radiálních drážek (o šířce řádově 0,1 mm). Poloměr zakřivení dráhy 642 je takový, že počet drážek převýší 1000. Optický disk 640 je přilepen, nebo jinak přichycen k prstencovitému zakončení 636 náboje 630. Řada desek 644 prochází axiálně od koncového víka 282 střídavě prostory mezi páry žeber 628. Každá deska 644 je obloukovitá, přičemž sleduje zaoblení od podélné osy náboje 630.

Hallovo čidlo 624 zahrnuje řadu magnetů 650 vytvarovaných do tvaru C a umístěných na desce 620 tak, že desky 644 budou procházet volným prostorem mezi rameny každého magnetu . Je zřejmé, že koncové víko 282 je usazeno vzhledem k vinutím tak, že desky 644 budou odpovídat daným pólovým nástavcům vinutí. Vzhledem k tomu, že desky 644 procházejí skrze magnety 650 , Hallův fekt umožňuje polohovým čidlům 624, aby určily polohu vinutí v kterémkoliv okamžiku otáčení rotoru.

Pokud je požadována větší přesnost pro určování polohy v libovolném časovém okamžiku, je druhé polohové čidlo 626 optického, odrazného typu zahrnující světelný zdroj (například LED diodu) nasměrovaný směrem na dráhu 642 na optickém disku 640 a přijímač (například fototranzistor) pro detekci odrazů z dráhy 642 . Drážky na dráze 642 probíhají neustále kolem polohového čidla 626, vyvolávají odraz od přilehlé plochy před tím než proběhne další drážka. Přitom se generuje odpovídající signál ve tvaru pulsů, který je poslán ovladači pro řízení.

Třebaže vynález byl konkrétně popsán ve spojitosti sjeho určitým konkrétním provedením, je zcela zřejmé, že tento popis představuje pouze ilustrativní provedení a tudíž

·· · ·» »*·· • * · · · • · · · »··· ······· · · • · · · · nepředstavuje omezení a že rozsah připojených patentových nároků by měl být pojat tak široce, jak známý stav techniky umožňuje.

Claims (23)

1. Elektrický motor (10,210,410), typu, který zahrnuje vnitřní stator (20, 220,420) s hřídelí (24, 224,424), pevně namontovaný na nosnou konstrukci a opatřený řadou vinutí (56,256) s možností reversibilního průtoku elektrickým proudem pro střídání polarity vinutí (56,256); vnější rotor, otočně uložený na hřídelí (24,224, 424) a mající množinu magnetů (74, 260), radiálně romístěných kolem obvodu statoru (20,220,420), přičemž každý z magnetů (74,260) má alespoň jeden předem stanovený pól, vyznačující se tím, že stator (20,220,420) má množinu desek (42, 242) na hřídeli (24,224,424) stlačených silou v rozsahu přibližně (6x 10⁴ až 10x10⁴) N pro dostatečné zabránění ohybu hřídele (24,224,424) v důsledku vnějších sil, majících tendenci způsobovat kontakt mezi vinutími (56, 256) a magnety (74, 260).

2. Elektrický motor (10,210, 410) podle nároku 1, vyznačující se tím, že množina desek (42, 242) vytváří jádra (40,240) vinutí, jenž nesou množinu vinutí (56,256).

3. Elektrický motor (10,210,410) podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že množina desek (42, 242) vytváří póly (50) vinutí s víčky na konci každého pólu (50) pro fixaci vinutí (56,256) na pólech (50) vinutí.

4. Elektrický motor (10, 210,410) podle nároku 1, vyznačující se tím, že množina desek (42,242) je držena ve stlačeném stavu alespoň jednou pojistnou maticí (30, 289).

5. Elektrický motor (10, 210,410) podle nároku 1, vyznačující se tím, že množina desek (42, 242) vytváří póly (50) vinutí s osami vinutí, orientovanými na jádrech (40, 240) tak, že podélná osa vinutí (56,256) svírá ostrý úhel vzhledem k podélné ose hřídele (24, 224,424),

6. Elektrický motor (10, 210,410) podle nároku 5, vyznačující se tím, že osa vinutí (56, 256) svírá úhel alespoň 10 stupňů vzhledem k ose hřídele (24, 224, 424).

7. Způsob vytváření jádra (40,240) pro vinutí elektrického motoru (10,210,410)

99 9999

9 · t 000 • 0000 0 typu, který zahrnuje vnitřní stator (20,220, 420) s hřídelí (24, 224,424), pevně namontovaný na nosnou konstrukci a opatřený množinou vinutí (56,256) s možností reversibilního průtoku elektrickým proudem pro střídání polarity vinutí (56,256); vnější rotor (22,222,422), otočně uložený na hřídelí (24,224, 424) a mající množinu magnetů (74,260), radiálně rozmístěných kolem obvodu statoru (20,220,420), přičemž každý z magnetů (74,260) má alespoň jeden předem stanovený pól, zahrnující kroky:

zajištění hřídele (24,224,424) opatřeného drážkou (46) pro klín, orientovanou v ostrém úhlu vzhledem k podélné ose hřídele (24,224,424);

zajištění desek (42,242), z nichž každá má radiální póly s víčky na konci každého pólu a klín (38), s tvarem odpovídajícím drážce (46) pro klín;

umístění zarážky (39,287) na hřídel (24,224,424);

nasouvání každé z desek (42,242) na hřídel (24, 224,424) ve směru drážky (46) až je celá množina desek (42,242) nasunuta, přičemž první deska (42,

242) dosedá na zarážku (39, 287);

stlačení desek (42,242) k vytvoření vrstveného bloku a nasazení a utažení pojistné matice na hřídeli (24,224,424) proti poslední z desek (42,242) pro udržení vrstveného bloku ve stlačeném stavu.

8. Způsob vytváření jádra (40,240) pro vinutí elektrického motoru (10,210,410) typu, který zahrnuje vnitřní stator (20, 220, 420) s hřídelí (24,224,424), pevně namontovaný na nosnou konstrukci a opatřený množinou vinutí (56,256) s možností reversibilního průtoku elektrického proudu pro střídání polarity vinutí (56, 256); vnější rotor, otočně uložený na hřídelí (24,224,424) a mající množinu magnetů (74,260), radiálně rozmístěných kolem obvodu statoru (20,220, 420), přičemž každý z magnetů (74,260) má alespoň jeden předem stanovený pól, zahrnující kroky:

zajištění dutého válcového montážního přípravku (120), majícího alespoň jednu drážku (46) pro klín;

zajištění desek (42,242), z nichž každá je opatřena středovým otvorem (44), radiálními póly s víčky na konci každého pólu a dále je opatřena klínem (38) tvarem odpovídajícím drážce (46) pro klín;

umístění zarážky na montážní přípravek (120);

φφ φφφφ • ·

9 999 • Φ · • · φφφ Φ ·

Τ’?

Μ nasouvání každé z desek (42,242) do montážního přípravku (120) ve směru drážky (46) až je celá množina uložena v montážním přípravku (120), přičemž první deska (42,242) dosedá na zarážku (39,287) zalisování hřídele (24, 224,424) do středových otvorů; stlačení desek (42,242) k vytvoření vrstveného bloku a utažení pojistné matice na hřídeli (24, 224,424) proti poslední z desek (42,242) pro udržení vrstveného bloku ve stlačeném stavu.

9. Elektrický motor (10,210,410) typu, který zahrnuje vnitřní stator (20,220,420) s hřídelí (24, 224, 424), pevně namontovaný na nosnou konstrukci a opatřený řadou vinutí (56,256) s možností reversibilního průtoku elektrickým proudem pro střídání polarity vinutí (56,256); vnější rotor (22,222,422), otočně uložený na hřídelí (24,

224,424) a mající množinu magnetů (74,260), radiálně umístěných kolem obvodu statoru (20, 220,420), přičemž každý z magnetů (74,260) má alespoň jeden předem stanovený pól, vyznačující se tím, že hřídel (24, 224,424) je uchycen na nosnou konstrukci přes alespoň jeden montážní blok (225) mající jho (310) se dvěma protilehlými zapouzdřenými čepy (318) a svěrku (322) nesoucí hřídel (24,224,424), uchycený k pouzdrům (320), pomocí nichž montážní blok (225) tlumí vibrace elektrického motoru (10, 210,410) ve všech směrech, přičemž zachovává stabilitu v krutu.

10. Elektrický motor (10,210,410) podle nároku 9, vyznačující se tím, že konec hřídel (24, 224,424) je klínovitý, přičemž svěrka (322) zahrnuje horní a spodní spojovací desku (326,328), které jsou vytvarované pro uložení klínovitého konce hřídele (24,224,424).

11. Elektrický motor (10,210,410) podle nároku 10, vyznačující se tím, že horní a spodní spojovací deska (326,328) mají zahloubení (330, 332) odpovídající tvarem a velikostí pouzdrům (320), aby tak společně svíraly mezi sebou tato pouzdra pouzdra (320).

12. Elektrický motor (10,210,410) podle nároku 11, vyznačující se tím, že každé zahloubení (330, 332) je umístěno excentricky vzhledem k podélné ose spojovací • 99 ·· · 99 **·» ···· · · · * » « • · · · · · · · » ··· • ··· 9 9 9 9999 9 9 9 9 • 9 9 9 9 9 9 ·

999 99 99 » ·· ··· desky (326,328).

13. Elektrický motor (10,210,410) typu, který zahrnuje vnitřní stator (20,220,420) s hřídelí (24,224,424), pevně namontovaný na nosnou konstrukci a opatřený řadou vinutí (56, 256) s možností reversibilního průtoku elektrickým proudem pro střídání polarity vinutí (56,256); vnější rotor (22, 222,422), otočně uložený na hřídelí (24,

224,424) a mající množinu magnetů (74,260), radiálně umístěných kolem obvodu statoru (20,220, 420), přičemž každý z magnetů (74,260) má alespoň jeden předem stanovený pól, vyznačující se tím, že sestava (600) čidla a je uchycena na stator (20,220,420), přičemž sestava (600) je upravena pro generování signálu, představovaného více jak 1000 pulsy na otáčku rotoru (22,222,422).

14. Elektrický motor (10,210,410) podle nároku 13, vyznačující se tím, že sestava (600) zahrnuje čidlo (624, 626) optického, odrazového typu.

15. Elektrický motor (10,210, 410) podle nároku 14, vyznačující se tím, že čidlo (624, 626) optického, odrazného typu zahrnuje světelný zdroj, přijímač a disk, opatřený více než 1000 radiálními drážkami, přičemž přijímač a disk jsou upraveny pro relativní pohyb vůči sobě, přičemž pohyb tento pohyb odpovídá pohybu rotoru vůči statoru.

16. Elektrický motor (10,210,410) typu, který zahrnuje vnitřní stator (20,220, 420) s hřídelí (24, 224,424), pevně namontovaný na nosnou konstrukci a opatřený řadou vinutí (56, 256) s možností reversibilního průtoku elektrickým proudem pro střídání polarity vinutí (56, 256); vnější rotor (22,222,422), otočně uložený na hřídelí (24,

224,424) a mající množinu magnetů (74,260), radiálně rozmístěných kolem obvodu statoru (20,220,420), přičemž každý z magnetů (74, 260) má alespoň jeden předem stanovený pól, vyznačující se tím, že první konec hřídele (24, 224,424) je uchycen k nosné konstrukci, zatímco druhý konec není takto uchycen;

rotor je opatřen prodloužením, uchyceným k jeho konci u druhého konce hřídele (24, 224,424)a druhý hřídel (24, 224, 424) má jeden konec uchycen k nosné konstrukci a druhý konec uchycen otočně k prodloužení kolineámím s hřídelí (24, 224,424).

• © · © · ··· • © • © · · «

17. Elektrický motor (10,210,410) podle nároku 1, vyznačující se tím, že hřídel (24,

224,424) je opatřen prstencovitým osazením (224B), přičemž množina desek (42,

242) je stlačena mezi pojistnou matici (289) a prstencovité osazení (224B).

18. Elektrický motor (10,210,410) podle nároku 4 nebo 17, vyznačující se tím, že pojistná matice (289) je našroubována na hřídel (24,224,424).

19. Elektrický motor (10, 210, 410) podle nároku 1, vyznačující se tím, že vůle mezi magnety (74, 260) a obvodem statoru (20,220,420) je menší než asi 1 mm nebo méně.

20. Elektrický motor (10,210,410) podle některého z nároků 1 až 6 a 17 až 20 vyznačující se tím, že magnety (74,260) jsou neodymu.

21. Elektrický motor (10,210,410) podle některého z nároků 1 až 6 a 17 až 20 vyznačující se tím, že délka vinutí (56,256) je menší než asi 20 palců.

22. Elektrický motor (10,210,410) podle některého z nároků 1 až 6 a 17 až 21 vyznačující se tím, že množina desek (42,242) zahrnuje přibližně 980 kusů desek (42, 242).

23. Elektrický motor (10,210,410) podle některého z nároků 1 až 6 a 17 až 22 vyznačující se tím, že poměr délky vinutí (56,256) k průměru vnějšího rotoru (22, 222,422) je asi 5:1.