RU180945U1 - Магнитоэлектрический микродвигатель - Google Patents
Магнитоэлектрический микродвигатель Download PDFInfo
- Publication number
- RU180945U1 RU180945U1 RU2018101517U RU2018101517U RU180945U1 RU 180945 U1 RU180945 U1 RU 180945U1 RU 2018101517 U RU2018101517 U RU 2018101517U RU 2018101517 U RU2018101517 U RU 2018101517U RU 180945 U1 RU180945 U1 RU 180945U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- micromotor
- magnetoelectric
- rotor
- winding
- conductors
- Prior art date
Links
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims abstract description 25
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims abstract description 7
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims description 42
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 16
- 239000011152 fibreglass Substances 0.000 abstract description 5
- 238000004377 microelectronic Methods 0.000 abstract description 5
- 238000004870 electrical engineering Methods 0.000 abstract description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 2
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 description 1
- 230000005672 electromagnetic field Effects 0.000 description 1
- 238000005476 soldering Methods 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K29/00—Motors or generators having non-mechanical commutating devices, e.g. discharge tubes or semiconductor devices
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Windings For Motors And Generators (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к электротехнике, в частности к электрическим машинам с постоянными магнитами, и может быть использована в электроприводе микромеханизмов. Сущность полезной модели состоит в том, что в магнитоэлектрическом микродвигателе, имеющем постоянные магниты на роторе, стеклянный статор, изготовленный по технологии, в основе которой лежит комбинация стекловолоконной технологии и пленочной технологии микроэлектроники, питающемся от источника напряжения регулируемой частоты, на полюс и фазу магнитоэлектрического микродвигателя приходится целое число последовательно соединенных проводников, большее одного (q>1), а в системе питания магнитоэлектрического микродвигателя присутствует бездатчиковое векторное управление.Постоянный магнит ротора магнитоэлектрического микродвигателя, работающего в режиме вентильного двигателя, может иметь одну пару полюсов.
Description
Полезная модель относится к электротехнике, в частности к электрическим машинам с постоянными магнитами, и может быть использована в электроприводе микромеханизмов.
Известен магнитоэлектрический микродвигатель, имеющий постоянный магнит на роторе, стеклянный статор, изготовленный по технологии, в основе которой лежит комбинация стекловолоконной технологии и пленочной технологии микроэлектроники, с мультикапиллярными проводниками обмотки, расположенными в периферийных отверстиях статора, питающийся от источника напряжения регулируемой частоты [1. Градецкий В.Г. и др. Исследование статических и динамических процессов в микродвигателях // Микросистемная техника, №1, 2001, С. 13-21].
В указанном магнитоэлектрическом микродвигателе мультикапиллярные проводники образуют секции обмотки статора, при этом на каждый полюс и фазу микродвигателя приходится одна секция обмотки. В статье [1] описано синхронное управление магнитоэлектрическим микродвигателем с разгоном ротора электромагнитным полем с постепенно нарастающей частотой вращения.
Этот магнитоэлектрический микродвигатель выбран в качестве прототипа.
Недостатки прототипа заключаются в следующем.
При работе магнитоэлектрического микродвигателя наблюдается неустойчивое вращение ротора, а также срыв синхронности и остановка ротора при частоте вращения более 1200 об/мин, этой частоте вращения ротора соответствует частота вращения поля статора более 20 Гц.
В фазе обмотки статора магнитоэлектрического микродвигателя индуцируется небольшая э.д.с. вращения, что обусловлено наличием только одного эффективного проводника, приходящегося на полюс и фазу, в котором наводится э.д.с. вращения. Небольшой э.д.с. вращения, индуцируемой в обмотке статора магнитоэлектрического микродвигателя, в случае работы микродвигателя в режиме вентильного двигателя будет соответствовать небольшая частота вращения ротора и, соответственно, магнитоэлектрический микродвигатель, работающий в режиме вентильного двигателя, будет обладать небольшим диапазоном регулирования частоты вращения ротора.
Задачами полезной модели являются повышение устойчивости вращения ротора благодаря увеличению пускового и максимального момента магнитоэлектрического микродвигателя за счет его работы в режиме вентильного двигателя, а также увеличение частоты вращения и диапазона регулирования частоты вращения ротора магнитоэлектрического микродвигателя, работающего в режиме вентильного двигателя.
Для решения этих задач магнитоэлектрический микродвигатель работает в режиме вентильного двигателя, при этом в системе питания микродвигателя присутствует бездатчиковая система векторного управления. В магнитоэлектрическом микродвигателе, имеющем магнит на роторе, стеклянный статор, изготовленный по технологии, в основе которой лежит комбинация стекловолоконной технологии и пленочной технологии микроэлектроники, на полюс и фазу магнитоэлектрического микродвигателя приходится целое число последовательно соединенных проводников q, большее одного (q>1), определяемое по формуле:
где z1 - число эффективных проводников обмотки статора;
p - число пар полюсов магнита ротора;
m - число фаз обмотки статора.
В частности, магнит ротора магнитоэлектрического микродвигателя, работающего в режиме вентильного двигателя, имеет одну пару полюсов (p=1).
Сущность полезной модели поясняется чертежами.
На фиг. 1 изображен двумерный эскиз предлагаемого магнитоэлектрического микродвигателя.
На фиг. 2 изображен двумерный эскиз поперечного сечения предлагаемого магнитоэлектрического микродвигателя.
На фиг. 3 показано двумерное изображение предлагаемого магнитоэлектрического микродвигателя со стороны выходного конца вала при числе проводников на полюс и фазу микродвигателя q=2.
На фиг. 4 показано двумерное изображение предлагаемого магнитоэлектрического микродвигателя со стороны, обратной стороне выходного конца вала, при числе проводников на полюс и фазу микродвигателя q=2.
На фиг. 5 показано двумерное изображение предлагаемого магнитоэлектрического микродвигателя со стороны выходного конца вала при числе проводников на полюс и фазу микродвигателя q=3.
На фиг. 6 показано двумерное изображение предлагаемого магнитоэлектрического микродвигателя со стороны, являющейся противоположной стороне выходного конца вала, при числе проводников на полюс и фазу микродвигателя q=3.
Магнитоэлектрический микродвигатель состоит из стеклянного статора 1, изготовленного по технологии, в основе которой лежит комбинация стекловолоконной технологии и пленочной технологии микроэлектроники, из проводников 4 обмотки статора, расположенных в периферийных отверстиях стеклянного статора, вала 2, установленного в переднем подшипниковом узле 3 и в заднем подшипниковом узле 6, постоянного магнита ротора 7, расположенного на валу, шайбы 8 из диэлектрического материала, а также имеет лобовые части 5 обмотки статора, образующие последовательное соединение проводников каждого полюса и фазы распределенной обмотки статора. Лобовые части выполнены из изолированного провода, например, из медного эмалированного провода. Электрическое соединение концов проводников лобовых частей обмотки с концами соответствующих проводников обмотки, находящихся в периферийных отверстиях статора, осуществляется с помощью пайки. Для образования распределенной обмотки статора концы проводников фаз обмотки, по которым токи текут в прямом направлении (А, В, С) с помощью проводников лобовых частей обмотки соединяются с концами проводников соответствующих фаз обмотки, по которым токи текут в обратном направлении {-А, -В, -С) таким образом, что образуется последовательное соединение проводников в каждой фазе распределенной обмотки статора в соответствии с числом q проводников на полюс и фазу. Выводы обмотки L1, L2, L3 предназначены для подключения трехфазной распределенной обмотки статора микродвигателя к инвертору напряжения, входящему в состав системы питания магнитоэлектрического микродвигателя. Передний подшипниковый узел 3 в целях осуществления стабильной работы магнитоэлектрического микродвигателя имеет буртик, защищающий вал от соприкосновения с лобовыми частями обмотки. Диэлектрическая шайба 8 с возможностью свободного вращения установлена на валу в области между магнитом ротора и передним подшипниковым узлом и предназначена для уменьшения силы трения между магнитом ротора и передним подшипниковым узлом, которая может возникать при осевом перемещении ротора в пределах люфта.
В случае, если магнитоэлектрический микродвигатель, работающий в режиме вентильного двигателя, имеет четное число проводников (q) на полюс и фазу, например, q=2 (фиг. 3, фиг. 4), то концы распределенной обмотки целесообразно соединить таким образом, чтобы выводы обмотки статора L1, L2, L3 оказались расположенными со стороны, противоположной стороне выходного конца вала. В этом случае лобовые части обмотки, соединенные таким образом, как изображено на фиг. 4, образуют перекрестие с той стороны, где расположены выводы обмотки L1, L2, L3. При этом с противоположной стороны микродвигателя (фиг. 3) перекрестие не образуется, и проводники лобовых частей обмотки могут быть симметрично разделены и направлены относительно буртика переднего подшипникового щита, защищающего вал от соприкосновения с лобовыми частями обмотки.
В случае, если магнитоэлектрический микродвигатель, работающий в режиме вентильного двигателя, имеет нечетное число проводников (q) на полюс и фазу, например, q=3 (фиг. 5, фиг. 6), то концы распределенной обмотки целесообразно соединить таким образом, чтобы выводы обмотки статора L1, L2, L3 оказались расположенными со стороны выходного конца вала. В этом случае лобовые части обмотки, соединенные таким образом, как изображено на фиг. 6, образуют перекрестие с противоположной стороны микродвигателя относительно той стороны, где расположены выводы обмотки L1, L2, L3. При этом со стороны микродвигателя, где расположены выводы обмотки L1, L2, L3 (фиг. 5) перекрестие не образуется, и проводники лобовых частей обмотки могут быть симметрично разделены и направлены относительно буртика переднего подшипникового щита, защищающего вал от соприкосновения с лобовыми частями обмотки.
Современные технологические возможности позволяют изготавливать поликапиллярные стеклянные трубки по технологии, в основе которой лежит комбинация стекловолоконной технологии и пленочной технологии микроэлектроники, достаточно малых диаметров (2-3 мм и менее) с числом отверстий z1, равным 12 и более, что дает возможность увеличивать напряжение питания в звене постоянного тока (U) при заданной частоте вращения ротора магнитоэлектрического двигателя, работающего в режиме вентильного двигателя, пропорционально э.д.с. вращения, индуцируемой в распределенной обмотке статора. В свою очередь, э.д.с. вращения Е1, индуцируемая в распределенной обмотке статора, в случае беззубцовой обмотки будет определяться в соответствии с выражением [2, 3]:
где ƒ1 - частота тока в проводниках обмотки статора;
Фm1 - амплитуда первой гармоники магнитного потока, сцепленного с обмоткой статора и созданного вращающимся магнитом ротора.
Частота тока в проводниках обмотки статора определяется по формуле:
где n - частота вращения ротора, об/мин.
Частота вращения ротора магнитоэлектрического двигателя, работающего в режиме вентильного двигателя, пропорциональна напряжению питания в звене постоянного тока (U), в частности, частота вращения ротора при идеальном холостом ходе n0 определяется выражением:
где Се - коэффициент Э.Д.С;
Ф - магнитный поток в зазоре на пару полюсов.
Таким образом, увеличение числа (q) проводников обмотки статора на полюс и фазу магнитоэлектрического микродвигателя, работающего в режиме вентильного двигателя, при неизменных параметрах питания обмотки и неизменных параметрах магнита ротора приведет к увеличению частоты вращения ротора при его работе в режиме вентильного двигателя, что также расширит диапазон регулирования частоты вращения ротора магнитоэлектрического микродвигателя.
Источники информации
1. Градецкий В.Г. и др. Исследование статических и динамических процессов в микродвигателях // Микросистемная техника, №1, 2001. С. 13-21.
2. Нестерин В.А. Компоненты интеллектуальных мехатронных модулей / В.А. Нестерин, Е.В. Волокитина. - Чебоксары: Изд-во Чуваш, ун-та, 2014. - 306 с.
3. Копылов И.П. Электрические машины: Учеб. для вузов / И.П. Копылов. - 3-е изд., испр. - М.: Высш. шк., 2002. - 607 с.
Claims (2)
1. Магнитоэлектрический микродвигатель с постоянным магнитом на роторе, стеклянным статором, в периферийных отверстиях которого расположены проводники обмотки, питающийся от источника напряжения регулируемой частоты, отличающийся тем, что на полюс и фазу магнитоэлектрического микродвигателя приходится целое число последовательно соединенных проводников обмотки статора, большее одного (q>1), а в системе питания магнитоэлектрического микродвигателя присутствует бездатчиковое векторное управление.
2. Магнитоэлектрический микродвигатель по п. 1, отличающийся тем, что постоянный магнит ротора имеет одну пару полюсов (р=1).
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018101517U RU180945U1 (ru) | 2018-01-16 | 2018-01-16 | Магнитоэлектрический микродвигатель |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018101517U RU180945U1 (ru) | 2018-01-16 | 2018-01-16 | Магнитоэлектрический микродвигатель |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU180945U1 true RU180945U1 (ru) | 2018-07-02 |
Family
ID=62813373
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2018101517U RU180945U1 (ru) | 2018-01-16 | 2018-01-16 | Магнитоэлектрический микродвигатель |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU180945U1 (ru) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU860223A1 (ru) * | 1979-12-25 | 1981-08-30 | Научно-исследовательский институт часовой промышленности | Магнитоэлектрический двигатель |
| SU904131A1 (ru) * | 1980-05-05 | 1982-02-07 | Предприятие П/Я А-1001 | Магнитоэлектрический моментный микродвигатель |
| SU1830596A1 (ru) * | 1990-08-07 | 1993-07-30 | Nii Avtomatiki I Priborostroen | Магнитоэлектрический моментный микродвигатель 2 |
| US20070228861A1 (en) * | 2004-01-28 | 2007-10-04 | Yukio Kinoshita | Electrical Rotary Machine and Electromagnetic Apparatus |
-
2018
- 2018-01-16 RU RU2018101517U patent/RU180945U1/ru active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU860223A1 (ru) * | 1979-12-25 | 1981-08-30 | Научно-исследовательский институт часовой промышленности | Магнитоэлектрический двигатель |
| SU904131A1 (ru) * | 1980-05-05 | 1982-02-07 | Предприятие П/Я А-1001 | Магнитоэлектрический моментный микродвигатель |
| SU1830596A1 (ru) * | 1990-08-07 | 1993-07-30 | Nii Avtomatiki I Priborostroen | Магнитоэлектрический моментный микродвигатель 2 |
| US20070228861A1 (en) * | 2004-01-28 | 2007-10-04 | Yukio Kinoshita | Electrical Rotary Machine and Electromagnetic Apparatus |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA2038480C (en) | Two-stator induction synchronous motor | |
| Osorio et al. | Sliding mode technique applied to output voltage control of the switched reluctance generator | |
| FR2386179A1 (fr) | Machines electriques tournantes perfectionnees | |
| CN104158376A (zh) | 一种能够降低电磁激振力的有刷直流电机 | |
| Wadibhasme et al. | Review of various methods in improvement in speed, power & efficiency of induction motor | |
| RU2719685C1 (ru) | Статор электродвигателя | |
| RU180945U1 (ru) | Магнитоэлектрический микродвигатель | |
| RU2143777C1 (ru) | Бесконтактная электрическая машина магнитоэлектрического типа | |
| RU2652102C1 (ru) | Вентильный электродвигатель | |
| RU2249904C2 (ru) | Электрическая машина с постоянными магнитами и энергосберегающим управлением | |
| CN110120732B (zh) | 一种感应串联式无刷励磁电机 | |
| RU2414039C1 (ru) | Модульная синхронная электрическая машина | |
| RU2716489C2 (ru) | Электромеханический преобразователь | |
| RU2414793C1 (ru) | Бесконтактная модульная магнитоэлектрическая машина | |
| RU2366063C1 (ru) | Магнитоэлектрическая машина | |
| RU2146849C1 (ru) | Торцевой генератор тока | |
| RU200394U1 (ru) | Вентильный электродвигатель | |
| RU2414790C1 (ru) | Синхронная электрическая машина с модулированной мдс якоря | |
| RU2414792C1 (ru) | Бесконтактная магнитоэлектрическая машина с модулированной мдс якоря | |
| KR20200099773A (ko) | 전동기 | |
| RU2380814C1 (ru) | Бесконтактная магнитоэлектрическая машина | |
| RU2771993C2 (ru) | Электрическая машина с ротором, созданным по схеме Хальбаха | |
| RU2379814C1 (ru) | Электрическая машина с электромагнитным возбуждением | |
| RU2414040C1 (ru) | Бесконтактная синхронная магнитоэлектрическая машина с модулированной мдс якоря | |
| RU144223U1 (ru) | Магнитоэлектрическая машина |