RU2054784C1

RU2054784C1 - Valve-type electric motor

Info

Publication number: RU2054784C1
Application number: RU92009235A
Authority: RU
Inventors: В.Т. Гращенков; М.А. Манторов
Original assignee: Гращенков Владимир Тимофеевич
Priority date: 1992-12-01
Filing date: 1992-12-01
Publication date: 1996-02-20

Abstract

FIELD: electromechanical engineering. SUBSTANCE: valve-type electric motor has inductor in the form of multipole magnet and multiphase armature in the form of multilayer printed-circuit board where each phase has two types of printed layers with wave windings connected into groups; each type of printed layers is mirror reflection of outer type of layer and each next group is displaced from preceding one through two pole pitches. EFFECT: improved electromechanical parameters; facilitated manufacture. 6 dwg

Description

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при проектировании вентильных электродвигателей торцевого типа, например для лентопротяжных механизмов видеотехники и звукозаписи. The invention relates to electrical engineering and can be used in the design of end-face valve motors, for example, for tape drives of video equipment and sound recording.

Известен вентильный электродвигатель [1] статор которого представляет собой набор тонкопленочных слоев из изолирующего материала, на поверхности которых методом фотолитографии нанесена токопроводящая структура в виде расположенных по окружности на одинаковом расстоянии друг от друга концентрических спиральных проводников. Плоские спиральные катушки каждого слоя обмотки расположены с шагом, равным шагу полюсов магнита ротора. Пара соседних катушек одного слоя соединена между собой. Через контактные площадки с отверстиями, расположенными внутри катушек выполнено соединение с катушками другого слоя. Причем, аналогичные пары катушек второго слоя сдвинуты относительно катушек первого слоя на одно полюсное деление. Недостатком такой конструкции является большое число межслойных соединений. Known valve electric motor [1] the stator of which is a set of thin-film layers of insulating material, on the surface of which a conductive structure is applied by photolithography in the form of concentric spiral conductors located around the same distance from each other. Flat spiral coils of each winding layer are arranged with a step equal to the pitch of the poles of the rotor magnet. A pair of adjacent coils of the same layer are interconnected. Through contact pads with holes located inside the coils, a connection with the coils of another layer is made. Moreover, similar pairs of coils of the second layer are shifted relative to the coils of the first layer by one pole division. The disadvantage of this design is the large number of interlayer connections.

Ближайшим по технической сущности и достигаемому результату является вентильный электродвигатель [2] содержащий многополюсный индуктор и многофазный якорь в виде многослойной печатной платы, каждая фаза которого состоит из двух типов печатных слоев с волновыми обмотками, соединенных в группы. The closest in technical essence and the achieved result is a valve motor [2] containing a multi-pole inductor and a multi-phase armature in the form of a multilayer printed circuit board, each phase of which consists of two types of printed layers with wave windings connected in groups.

Недостатком такого решения является сложность обеспечения требуемой точности совмещения слоев печатных плат при сборке двигателя, что значительно снижает технологичность его изготовления и ухудшает электромеханические параметры двигателя вследствие электромагнитной несимметрии. The disadvantage of this solution is the difficulty in ensuring the required accuracy of combining the layers of printed circuit boards during engine assembly, which significantly reduces the manufacturability of its manufacture and worsens the electromechanical parameters of the motor due to electromagnetic asymmetry.

Заявляемое изобретение направлено на решение задачи разработки конструкции вентильного электродвигателя с улучшенными электромеханическими параметрами и высокой технологичностью изготовления. The claimed invention is aimed at solving the problem of developing the design of a valve electric motor with improved electromechanical parameters and high manufacturability.

Предложенный вентильный электродвигатель содержит многополюсный индуктор и многофазный якорь в виде многослойной печатной платы, каждая фаза которого состоит из двух типов печатных слоев с волновыми обмотками, соединенных в группы, причем каждый тип печатных слоев выполнен в виде зеркального отображения относительно другого типа, каждая последующая группа смещена относительно предыдущей на два полюсных деления. The proposed valve motor contains a multi-pole inductor and a multiphase armature in the form of a multilayer printed circuit board, each phase of which consists of two types of printed layers with wave windings connected in groups, each type of printed layers made in the form of a mirror image relative to another type, each subsequent group is offset relative to the previous two pole divisions.

Указанная совокупность признаков приводит к повышению электромеханических параметров двигателя, а также технологичности его изготовления. The specified set of features leads to an increase in the electromechanical parameters of the engine, as well as the manufacturability of its manufacture.

Сущность изобретения поясняется фиг.1-5, на которых представлен пример реализации двухфазного вентильного электродвигателя с числом полюсов индуктора 2р=8. The invention is illustrated in figures 1-5, which shows an example implementation of a two-phase valve electric motor with the number of poles of the inductor 2p = 8.

На фиг. 1 представлена предлагаемая машина, общий вид; на фиг.2,3 схема слоев; на фиг.4 сборка слоев в группы; на фиг.5 сборка фазы; на фиг.6 сборка двухфазного статора. In FIG. 1 shows the proposed machine, General view; figure 2,3 diagram of the layers; figure 4 assembly of layers in groups; figure 5 phase assembly; Fig.6 assembly of a two-phase stator.

Вентильный электродвигатель содержит многополюсный магнитоэлектрический индуктор, состоящий из 2р=8 полюсного магнита 1, магнитопровода 2, который жестко закреплен на валу 3, магнит 4 с магнитопроводом 5, крепящиеся на валу за счет магнитного тяжения магнита 1. Многофазный якорь, представляющий собой неподвижный статор 6, прижатый к корпусу 7 и крышкой 8, выполнен в виде многослойной печатной платы. The valve electric motor contains a multi-pole magnetoelectric inductor, consisting of a 2p = 8 pole magnet 1, a magnetic circuit 2, which is rigidly fixed to the shaft 3, a magnet 4 with a magnetic circuit 5, mounted on the shaft due to the magnetic pull of magnet 1. A multiphase armature, which is a fixed stator 6 pressed against the housing 7 and the cover 8, is made in the form of a multilayer printed circuit board.

На каждом слое (фиг.2,3) методом фотолитографии выполнена обмотка 9 волнового типа. Причем эта обмотка (фиг.2) размещена на квадратной подложке 10 с четырьмя отверстиями 11 совмещения. Оси 12 зеркального отображения, проходящие через одну из контактных площадок обмотки 9, и центр вращения смещен относительно оси симметрии квадрата 13 на угол α, равный π/4р, где р число пар полюсов индуктора. On each layer (Fig. 2,3), a wave-type winding 9 was made by photolithography. Moreover, this winding (figure 2) is placed on a square substrate 10 with four alignment holes 11. The axis 12 of the mirror image passing through one of the contact pads of the winding 9, and the center of rotation is shifted relative to the axis of symmetry of the square 13 by an angle α equal to π / 4p, where p is the number of pairs of poles of the inductor.

Волновая обмотка 14 (фиг.3) является зеркальным отображением обмотки 9 относительно оси 12 каждая фаза обмотки статора набирается из групп слоев. Если необходимо увеличить сечение меди обмотки, то слои одной модификации соединяются параллельно (фиг.4). При этом начала 15 и конец 16 обмотки одного слоя соединяются с началом и концом соответственно обмоток следующих слоев. The wave winding 14 (Fig.3) is a mirror image of the winding 9 relative to the axis 12, each phase of the stator winding is drawn from groups of layers. If it is necessary to increase the cross section of the copper winding, then the layers of one modification are connected in parallel (figure 4). In this case, the beginning 15 and the end 16 of the winding of one layer are connected to the beginning and end, respectively, of the windings of the following layers.

Полученные группы слоев различных модификаций соединяют последовательно в пакет (фиг. 5). При этом конец 16 обмотки группы слоев одной модификации соединяют с началом 15 обмотки группы слоев другой модификации. Для этого слои сдвигают друг относительно друга на угол α=2 π/р, где р число пар полюсов магнита. Максимальное число последовательно соединенных групп в пакете n=2р-1. The obtained groups of layers of various modifications are connected in series in a package (Fig. 5). In this case, the end 16 of the winding of a group of layers of one modification is connected to the beginning 15 of the winding of a group of layers of another modification. For this, the layers are shifted relative to each other by an angle α = 2 π / p, where p is the number of pairs of magnet poles. The maximum number of series-connected groups in the package is n = 2p-1.

Начало обмотки первого слоя и конец обмотки последнего слоя пакета являются началом и концом фазы и через дополнительный слой 17 выводятся на периферию, где соединяются с другими фазами. The beginning of the winding of the first layer and the end of the winding of the last layer of the package are the beginning and end of the phase and through the additional layer 17 are displayed on the periphery, where they are connected to other phases.

При необходимости дальнейшего увеличения числа проводников в фазе соединяют последовательно несколько пакетов с помощью дополнительной разводки платы. На дополнительном слое 17 могут быть расположены датчик положения ротора двигателя, например преобразователь Холла и/или обмотки тахогенератора. If it is necessary to further increase the number of conductors in phase, several packets are connected in series with the help of an additional wiring board. On an additional layer 17, a rotor position sensor of the engine, for example, a Hall transducer and / or tachogenerator windings, can be located.

Сборка всех слоев печатных плат производится по четырем отверстиям 11 совмещения. Сборка двухфазного статора (фиг.6) осуществляется путем разворота одной из фаз на 180^о относительно оси симметрии квадрата. При этом отверстия 11 совмещения служит для установки статора в двигатель.The assembly of all layers of the printed circuit boards is made through four holes 11 alignment. The Assembly of the two-phase stator (Fig.6) is carried out by turning one of the phases 180 ^about relative to the axis of symmetry of the square. When this hole 11 alignment is used to install the stator in the engine.

Такая конструкция более проста и технологична по сравнению с известными и позволяет обеспечить полную электромагнитную симметрию двигателя, что слушает его электромеханические параметры, в частности, повышает плавность хода. Последнее обстоятельство является наиболее важным при использовании двигателя в электроприводах аудио- и видеотехники. This design is simpler and more technologically advanced than the known ones and allows to ensure the full electromagnetic symmetry of the engine, which listens to its electromechanical parameters, in particular, improves ride smoothness. The latter circumstance is most important when using the engine in electric drives of audio and video equipment.

Claims

VENTAL ELECTRIC MOTOR, comprising a multi-pole inductor and a multi-phase armature in the form of a multilayer printed circuit board, each phase of which is composed of two types of printed layers with wave windings connected in groups, characterized in that each type of printed layers is made in the form of a mirror image relative to another type, this, each subsequent group is shifted relative to the previous two pole divisions.