RU18214U1

RU18214U1 - DC MOTOR

Info

Publication number: RU18214U1
Application number: RU2000127173/20U
Authority: RU
Inventors: В.И. Баженов; В.Л. Будкин; О.В. Горбачева; Л.И. Карташова; В.Ф. Лабин; А.К. Саломатин; В.М. Соловьев
Original assignee: Открытое акционерное общество "Раменское приборостроительное конструкторское бюро"
Priority date: 2000-11-02
Filing date: 2000-11-02
Publication date: 2001-05-27

Description

Моментный двигатель постоянного токаTorque DC motor

Настоящая полезная модель относится к области измерительной техники, а именно, к устройствам для преобразования электрического сигнала в момент относительно оси устройства.This utility model relates to the field of measurement technology, namely, devices for converting an electrical signal at a moment relative to the axis of the device.

Известен моментный двигатель постоянного тока, содержащий якорь с пакетом и обмоткой, индуктор с постоянными магнитами 1.Known torque motor DC, containing an anchor with a package and a winding, an inductor with permanent magnets 1.

Наиболее близким по технической сущности является моментный двигатель постоянного тока 2, содержащий полый цилиндрический корпус, открытый с одной торцевой стороны и закрытый с другой торцевой стороны, расположенный в полой части корпуса якорь с пакетом, обмоткой и коллектором с ламелями на стороне закрытой торцевой стороны корпуса, расположенный в корпусе как внутренний узел по отношению к якорю индуктор с многополюсной магнитной системой из постоянных магнитов и цилиндрическим магнитопроводом, две пружины с двумя щетками на каждой.The closest in technical essence is a direct current torque motor 2, comprising a hollow cylindrical body, open on one end side and closed on the other end side, an anchor in the hollow part of the body with a package, a winding and a collector with slats on the side of the closed end side of the body, an inductor located in the housing as an internal unit with respect to the armature with a multi-pole permanent magnet magnetic system and a cylindrical magnetic circuit, two springs with two brushes on each.

Недостатками такого моментного двигателя постоянного тока являются ограничение развиваемого им максимального момента при использовании в качестве постоянных магнитов материалов с малой коэрцитивной силой.The disadvantages of such a torque DC motor are the limitation of the maximum torque developed by it when using materials with low coercive force as permanent magnets.

Техническим результатом полезной модели является повышение развиваемого моментным двигателем постоянного тока максимального момента без увеличения его габаритных размеров и уменьшение момента трения.The technical result of the utility model is to increase the maximum torque developed by a torque motor of direct current without increasing its overall dimensions and reducing the friction moment.

Данный технический результат достигается в моментном двигателе постоянного тока, содержащем полый цилиндрический корпус, открытый с одной торцевой стороны и закрытый с другой торцевой стороны, расположенный в полой части корпуса якорь с пакетом, обмоткой и коллектором с ламелями на стороне закрытой торцевой стороны корпуса, расположенный в корпусе как внутренний узел по отношению к якорю индуктор с многополюсной магнитной системой из постоянных магнитов и цилиндрическим магнитопроводом, две пружины с двумя щетками на каждой, тем, что магнитная система выполнена восьмиполюсной из восьми постоянных магнитов призматической формы из сплава самарий-кобальт SmCos с радиальным направлением намагниченности относительно продольной оси индуктора, коллектор выполнен на плате, на которой образована 31 ламель по технологии печатных плат, плата с ламелями установлена на закрытой торцевой стороне корпуса, ламели расположены на плате с распространением их по радиусу относительно продольной оси индуктора в сторону продольной оси индуктора от внешней поверхности индуктора, в индуктор введена установленная на внешней цилиндрической поверхности магнитопровода кольцевая обойма из немагнитного материала, в которой выполнены открытые с одной торцевой стороны обоймы и сквозные по направлению радиуса к продольной оси индуктора пазы по числу постоянных магнитов, пазы выполнены одинаковых форм и размеров с постоянными магнитами, в пазах установлены постоянные магниты с чередованием полюсов на внешней поверхности цилиндрического индуктора, на торцевой поверхности кольцевой обоймы установлена кольцевая плата из электроизоляционного материала, на которой выполнены первая и вторая токопроводящие дорожки дугообразной формы, начальные участки токопроводящих дорожек расположены в непосредственной близости друг от друга, от начальных участков первая и вторая токопроводящие дорожки расположены в разные стороны по сравнению друг с другом, в конце каждой токопроводящей дорожки установлена пружина с двумя щетками, первая и вторая токопроводящие дорожки распространены на такие угловые расстояния, а пружины со щетками выполнены с таким угловым распространением, чтобыThis technical result is achieved in a torque DC motor containing a hollow cylindrical body, open on one end side and closed on the other end side, an anchor with a package, a winding and a collector with lamels on the side of the closed end side of the body located in the hollow part of the body located in the case as an internal assembly with respect to the armature, an inductor with a multipolar magnetic system of permanent magnets and a cylindrical magnetic circuit, two springs with two brushes on each, so that the magnetic system is made of an eight-pole of eight permanent prismatic magnets of the SmCos samarium-cobalt alloy with a radial direction of magnetization relative to the longitudinal axis of the inductor, the collector is made on a board on which 31 lamels are formed using printed circuit board technology, the lamella board is mounted on the closed end side of the case, lamellas are located on the board with their radial distribution relative to the longitudinal axis of the inductor towards the longitudinal axis of the inductor from the outer surface of the inductor, inductance p, an annular cage made of non-magnetic material installed on the outer cylindrical surface of the magnetic circuit is introduced, in which cages are made open from one end side and pass through in the direction of the radius to the longitudinal axis of the inductor by the number of permanent magnets, the grooves are made of the same shape and size with permanent magnets, in the grooves permanent magnets with alternating poles are installed on the outer surface of the cylindrical inductor; on the end surface of the annular holder, a ring circuit board made of electric insulation material on which the first and second conductive paths are arcuate, the initial sections of the conductive paths are located in close proximity to each other, from the initial sections of the first and second conductive paths are located in different directions compared to each other, at the end of each conductive path is installed a spring with two brushes, the first and second conductive paths are spread over such angular distances, and the springs with brushes are made with such an angular distribution in order to

200012200012

МКИ 6 Н02К 26/00MKI 6 Н02К 26/00

одна щетка на нружине на первой токопроводящей дорожке располагалась над первой ламелью, а другая щетка на пружине на первой токопроводящей дорожке была расположена над восьмой и девятой ламелью, одна щетка на пружине на второй токопроводящей дорожке располагалась над двадцатой и двадцать первой ламелью, другая щетка на пружине на второй токопроводящей дорожке располагалась над двадцать восьмой ламелью, от начальных участков первой и второй токопроводящих дорожек выполнены выводы для подвода питания к моментному двигателю постоянного тока.one brush on the spring on the first conductive path was located above the first lamella, and another brush on the spring on the first conductive path was located on the eighth and ninth lamella, one brush on the spring on the second conductive path was located above the twentieth and twenty-first lamella, another brush on the spring on the second conductive track was located above the twenty-eighth lamella, from the initial sections of the first and second conductive tracks made conclusions for supplying power to the torque motor about current.

Посредством выполнения восьмиполюсной магнитной системы из восьми постоянных магнитов из сплава самарий- кобальт SmCos с радиальным направлением намагниченности, введения кольцевой обоймы из немагнитного материала с пазами, в которых установлены постоянные магниты, достигнуто увеличение постоянного магнитного потока в якоре вследствие увеличения магнитной индукции из-за большой коэрцитивной силы постоянных магнитов из редкоземельного сплава и уменьшения расстояния между полюсами многополюсной магнитной системы. В результате без увеличения габаритных размеров моментного двигателя постоянного тока обеспечивается больший развиваемый им максимальный момент.By performing an eight-pole magnetic system of eight permanent magnets from a SmCos samarium-cobalt alloy with a radial direction of magnetization, introducing an annular cage of non-magnetic material with grooves in which permanent magnets are installed, an increase in the constant magnetic flux in the armature due to an increase in magnetic induction due to the large magnetic induction the coercive force of permanent magnets from rare-earth alloy and reducing the distance between the poles of a multipolar magnetic system. As a result, without increasing the overall dimensions of the torque DC motor, it provides a larger maximum torque developed by it.

Путем установки на торцевой поверхности индуктора платы из электроизоляционного материала с двумя токопрюводящими дорожками, выполнения коллектора на плате, на которой образованы ламели по технологии печатных плат, установки платы с ламелями на закрытой стороне корпуса, расположения ламелей на плате с распространением их по радиусу относительно оси индуктора от внешней поверхности индуюгора обеспечивается перемещение щеток по ламелям по наименьшему расстоянию от продольной оси индуктора. В результате обеспечивается уменьшение момента трения, создаваемого контактом щеток с ламелями.By installing on the end surface of the inductor a board of electrical insulation material with two current paths, making the collector on the board on which the lamellas are formed using printed circuit board technology, installing the board with lamellas on the closed side of the housing, arranging the lamellas on the board with their radius extending relative to the axis of the inductor from the outer surface of the induyugor moving brushes along the lamellas at the smallest distance from the longitudinal axis of the inductor. The result is a decrease in the friction moment created by the contact of the brushes with lamellas.

Па фиг. 1 представлен общий вид моментного двигателя постоянного тока, на фиг. 2 - вид индуктора, на фиг. 3, 4 - виды кольцевой обоймы, на фиг. 5 - вид кольцевой платы , на фиг. 6 - вид коллектора.Pa fig. 1 shows a general view of a torque DC motor; FIG. 2 is a view of an inductor; FIG. 3, 4 - views of the ring cage, in FIG. 5 is a view of a ring board, in FIG. 6 is a view of the collector.

Моментный двигатель постоянного тока (фиг. 1) содержит полый цилиндрический корпус 1, открытый с одной торцевой стороны 2 и закрытый с другой торцевой стороны 3. В полой части корпуса 1 установлен якорь 4 с пакетом 5 и обмоткой 6. Индуктор 7 с цилиндрическим магнитопроводом 8 установлен в корпусе 1 как внутренний узел по отношению к якорю 4.The instantaneous DC motor (Fig. 1) contains a hollow cylindrical body 1, open on one end side 2 and closed on the other end side 3. An anchor 4 with a package 5 and a winding 6 is installed in the hollow part of the body 1. Inductor 7 with a cylindrical magnetic circuit 8 installed in the housing 1 as an internal node with respect to the anchor 4.

Па внешней поверхности 9 магнитопровода 8 установлена кольцевая обойма 10 из немагнитного материала, в которой установлены восемь постоянных магнитов 11 из сплава самарий - кобальт SmCos, намагниченных радиально относительно продольной оси 12-12 индуктора 7.An annular ferrule 10 of non-magnetic material is installed on the outer surface 9 of the magnetic circuit 8, in which eight permanent magnets 11 of a samarium – cobalt SmCos alloy magnetically radially relative to the longitudinal axis 12-12 of the inductor 7 are installed.

Коллектор 13 с ламелями 14 в количестве 31 штуки установлен на торцевой стороне 3 корпуса 1.The collector 13 with lamellas 14 in the amount of 31 pieces is installed on the front side 3 of the housing 1.

Па торцевой поверхности 15 кольцевой обоймы 10 установлена кольцевая плата 16 из электроизоляционного материала.On the end surface 15 of the annular holder 10, an annular board 16 of electrical insulating material is installed.

Установленными в кольцевой обойме 10 восемью постоянными магнитами 11 11 ,...11 призматической формы в индукторе 7 вместе с магнитопроводом 8 образована восьмиполюсная магнитная система ( фиг. 2). Постоянные магниты 11, 11,... установлены так, что у постоянных магнитов с нечетными номерами северные полюса расположены на внешней поверхности кольцевой обоймы 10, а у постоянных магнитов с четными номерами северные полюса расположены на внешней поверхности 9 магнитопрювода 8.The eight prismatic permanent magnets 11 11, ... 11 installed in the annular ring 10 in the inductor 7 together with the magnetic circuit 8 form an eight-pole magnetic system (Fig. 2). Permanent magnets 11, 11, ... are installed so that for permanent magnets with odd numbers the north poles are located on the outer surface of the annular ring 10, and for permanent magnets with even numbers the north poles are located on the outer surface 9 of the magnetic drive 8.

В кольцевой обойме 10 (фиг. 3, 4) образованы отходящие от торцевой части 17 в направлении оси 12-12 пазы 18, 18 ,...18 , которые открыты со стороны торцевой части 19 кольцевой обоймы 10 и выполнены сквозными по направлению радиуса к оси 12-12 индуктора 7. Пазы 18, 18,...18™ выполнены одинаковых форм и размеров, с установленными в них постоянными магнитами 11,11 ,...11.In the annular holder 10 (Fig. 3, 4), grooves 18, 18, ... 18 are formed, extending from the end part 17 in the direction of the axis 12-12, which are open from the side of the end part 19 of the annular holder 10 and made through in the direction of the radius to axis 12-12 of the inductor 7. The grooves 18, 18, ... 18 ™ are made of the same shapes and sizes, with permanent magnets 11.11, ... 11 installed in them.

На кольцевой плате 16 (фиг.5) выполнены первая дугообразная токопроводящая дорожка 20 с пружиной 21, на которой расположены щетки 22 и 22, и вторая дугообразная токопроводящая дорожка 23 с пружиной 24, на которой установлены щетки 22 и 22. Начальный участок 25 первой токопроводящей дорожки 20 и начальный участок 26 вторюй токопроводящей дорожки 23 расположены в непосредственной близости друг от друга. От начальных участков 25 и 26 первая 20 и вторая 23 токопроводящие дорожки расположены в разные стороны по сравнению друг с другом.On the ring board 16 (Fig. 5), a first arcuate conductive track 20 with a spring 21, on which the brushes 22 and 22 are located, and a second arcuate conductive path 23 with a spring 24, on which the brushes 22 and 22 are installed, are made of the first section 25 of the first conductive track 20 and the initial section 26 of the second conductive track 23 are located in close proximity to each other. From the initial sections 25 and 26, the first 20 and second 23 conductive paths are located in different directions in comparison with each other.

От начальных участков 25, 26 первой 20 и второй 23 токопроводящих дорожек выполнены выводы для подвода питания к моментному двигателю постоянного тока.From the initial sections 25, 26 of the first 20 and second 23 conductive tracks made conclusions for supplying power to a torque DC motor.

Первая токопроводящая дорожка 20 распространена на угловой расстояние ai, а щетки 22 , 22 на пружине 21 распространены на угловое расстояние а2. Вторая токопроводящая дорожка 23 распространена на угловое расстояние аз, а щетки 22, 22 на пружиие 24 распространены на угловое расстояние а4.The first conductive path 20 is spread over an angular distance ai, and the brushes 22, 22 on the spring 21 are spread over an angular distance a2. The second conductive path 23 is spread over the angular distance a, and the brushes 22, 22 on the spring 24 are spread over the angular distance a4.

Углы аь «2, аз, а4 выполнены такими, что щетка 22 расположена над ламелью 14, щетка 22 над ламелями , 14, щетка - над ламелями 14 и , а щетка 22 над ламелью (фиг. 6).The angles a 2, az, a4 are such that the brush 22 is located above the lamella 14, the brush 22 above the lamellas, 14, the brush above the lamellas 14 and, and the brush 22 above the lamella (Fig. 6).

IIIV lIIIV l

В коллекторе 13 ламели 14, 14 , ... 14 выполнены на плате 27 по технологии печатных плат и расположены по радиусу в сторону продольной оси 12 индуктора 7 от внешней поверхности 28 платы 27 за окружность 29, являющуюся проекцией на плату 27 внешней поверхности индуктора 7, вплоть до внутренней поверхности 30 платы 27.In the collector 13, the lamellae 14, 14, ... 14 are made on the circuit board 27 using printed circuit board technology and are located along the radius in the direction of the longitudinal axis 12 of the inductor 7 from the outer surface 28 of the circuit board 27 for the circumference 29, which is a projection onto the circuit board 27 of the outer surface of the inductor 7 up to the inner surface 30 of the board 27.

Моментный двигатель постоянного тока работает следующим образом. При подаче в обмотку 6 якоря 4 постоянного тока одним контактом на щетки 22, 22 и другим на щетки 22 , 22 создается крутящий момент, величина которого зависит от силы постоянного тока, а его направление - от полярности. Под действием крутящего момента якорь 4 поворачивается относительно индуктора 7. При этом щетки 22, 22, 22, 22 перемещаются по ламелям 14, 14, ... 14 по траектории, заключенной в контуре между окружностью 29 и внутренней поверзшостью 30 платы 27 (фиг. 6).Torque DC motor operates as follows. When DC armature 4 is supplied to winding 6 with one contact to brushes 22, 22 and another to brushes 22, 22, a torque is created, the magnitude of which depends on the direct current strength, and its direction on polarity. Under the action of torque, the armature 4 rotates relative to the inductor 7. At the same time, the brushes 22, 22, 22, 22 move along the lamellae 14, 14, ... 14 along the path enclosed in the circuit between the circle 29 and the internal surface 30 of the board 27 (Fig. 6).

Источники информацииSources of information

1.Авторское свидетельство СССР № 700898 МКИ Н02К 23/06. Магнитоэлектрический моментный электродвигатель. 1979 г.1. The author's certificate of the USSR No. 700898 MKI N02K 23/06. Magnetoelectric torque motor. 1979

2.Л.И. Столов, А.Ю. Афанасьев, Моментные двигатели постоянного тока, М., Энергоатомиздат, 1989 г., стр. 27.2.L.I. Stolov, A.Yu. Afanasyev, Torque DC Motors, M., Energoatomizdat, 1989, p. 27.

Claims

An instantaneous DC motor containing a hollow cylindrical casing, open on one end side and closed on the other end side, an anchor in the hollow part of the casing with a package, a winding and a collector with lamels on the closed end side of the casing, located in the casing as internal assembly with respect to the anchor, an inductor with a multipolar magnetic system of permanent magnets and a cylindrical magnetic circuit, two springs with two brushes on each, characterized in that the magnetic system filled with an eight-pole of eight permanent magnets of a prismatic shape made of Samarium-cobalt SmCo ₅ alloy with a radial direction of magnetization relative to the longitudinal axis of the inductor, the collector is made on a board on which 31 lamels are formed using printed circuit board technology, the board with lamellas is mounted on the closed end side of the case, lamellas are located on the board with their radial distribution relative to the longitudinal axis of the inductor towards the longitudinal axis of the inductor from the outer surface of the inductor; an annular cage made of non-magnetic material on the outer cylindrical surface of the magnetic circuit, in which cages are made open from one end side and pass through in the direction of the radius to the longitudinal axis of the inductor according to the number of permanent magnets, the grooves are made of the same shape and size with permanent magnets, constant grooves are installed in the grooves alternating poles on the outer surface of the cylindrical inductor, on the end surface of the annular ring mounted ring plate of an insulating material rial, on which the first and second conductive paths are arcuate, the initial sections of the conductive paths are located in close proximity to each other, from the initial sections of the first and second conductive paths are located in different directions compared to each other, a spring is installed at the end of each conductive path with two brushes, the first and second conductive paths are spread over such angular distances, and the springs with brushes are made with such an angular spread that one brush and on the spring on the first conductive path was located above the first lamella, and another brush on the spring of the first conductive path was located on the eighth and ninth lamella, one brush on the spring on the second conductive path was located above the twentieth and twenty-first lamella, the other brush on the spring on the second the conductive path was located above the twenty-eighth lamella, conclusions were made from the initial sections of the first and second conductive paths to supply power to the torque DC motor.