RU2071630C1

RU2071630C1 - Contactless low-speed high-moment d c motor

Info

Publication number: RU2071630C1
Application number: RU94013608A
Authority: RU
Inventors: К.В. Корешков; В.М. Малышко; И.Ю. Сашина; А.И. Скалон; В.Ю. Соколов
Original assignee: Санкт-Петербургская академия аэрокосмического приборостроения
Priority date: 1994-04-18
Filing date: 1994-04-18
Publication date: 1997-01-10

Abstract

FIELD: electric machine engineering. SUBSTANCE: patented contacless low-speed high-moment D. C. motor has main rotor, main stator with working winding, first electron commutator, contactless position pickup, auxiliary salient pole stator and rotor, second electron commutator which assemblage together with contactless position pickup monitoring relative position of auxiliary rotor and stator creates autooscillatory motion of auxiliary rotor with constant frequency and amplitude and of second mobile magnetic core of main stator with working winding rigidly coupled to auxiliary rotor. Controlling pulse is sent into working winding from first electron commutator coupled via second electron commutator to contactless position pickup at moments when second magnetic core deviates from center position in one direction. At same moments magnetic field formed by working winding induces eddy currents in main rotor located in gap between first immobile and second mobile magnetic cores of main stator with which deviation its magnetic field entrains main rotor as it forms rotary motion of output shaft in one direction. Speed of rotation of output shaft depends on frequency of interaction of magnetic fields of second magnetic core and main rotor which is determined by control pulse repetition frequency set by autooscillation low-frequency motion of auxiliary rotor which usually does not exceed several Hz. EFFECT: improved functional reliability of proposed motor. 10 cl, 9 dwg

Description

Изобретение относится к электромашиностроению, в частности, к бесконтактным электродвигателям постоянного тока (БДПТ), а именно, к высокомоментным и низкоскоростным электродвигателям малой мощности. The invention relates to electrical engineering, in particular, to contactless DC motors (BDTT), namely, high-torque and low-speed electric motors of low power.

Известен БДПТ, содержащий ротор с цилиндрическим постоянным магнитом, полюса разной полярности которого чередуются по окружности, статор, с выступающими полюсами разных размеров, смещенных на заданный угол, и датчик положения, изменяющий направление тока в обмотках, размещенных на статоре. Known BDPT containing a rotor with a cylindrical permanent magnet, poles of different polarity which alternate around the circumference, a stator with protruding poles of different sizes, offset by a given angle, and a position sensor that changes the direction of the current in the windings placed on the stator.

Известен БДПТ, содержащий ротор с постоянным магнитом, статор, сердечники которого закреплены на корпусе с обмотками, причем часть обмоток расположена в воздушном зазоре между ротором и сердечниками, магнитопроводящий элемент, предназначенный для замыкания магнитной цепи, образованной корпусом и ротором, датчик положения и электронный коммутатор. Known BDTT containing a rotor with a permanent magnet, a stator, the cores of which are mounted on the housing with windings, and part of the windings is located in the air gap between the rotor and the cores, a magnetically conductive element designed to close the magnetic circuit formed by the housing and the rotor, a position sensor and an electronic switch .

Известен БДПТ вентильный электродвигатель, содержащий электродвигатель, контур регулирования его скорости вращения, состоящий из датчика положения ротора электродвигателя и дополнительной электрической машины, обмотки которой соединены с датчиком положения, а ротор которого механически связан с датчиком положения. Known BDPT valve electric motor containing an electric motor, a circuit for regulating its speed of rotation, consisting of a position sensor of the rotor of the electric motor and an additional electric machine, the windings of which are connected to the position sensor, and the rotor of which is mechanically connected to the position sensor.

Известен БДПТ, являющийся наиболее близким техническим решением к данному изобретению, содержащий бесконтактный двигатель переменного тока, включающий основной статор с рабочей обмоткой, подключенной к выходу электронного коммутатора, силовой вход которого подключен к источнику постоянного тока, и основной ротор с выходным валом и бесконтактный датчик положения ротора, образованный подвижным и неподвижным элементами, выход которого подключен к информационному входу электронного коммутатора. Known BDPT, which is the closest technical solution to this invention, containing a non-contact alternating current motor, including a main stator with a working winding connected to the output of an electronic switch, the power input of which is connected to a direct current source, and a main rotor with an output shaft and a non-contact position sensor a rotor formed by movable and fixed elements, the output of which is connected to the information input of an electronic switch.

Общим недостатком вышеуказанных известных БДПТ является относительно небольшая величина удельного момента двигателя, небольшая величина отношения максимального момента к пусковому моменту двигателя и практическая неустойчивость работы на низких скоростях работы. В указанных аналогах для повышения величины удельного момента двигателя можно или увеличить значения магнитной индукции в воздушном зазоре между статором и ротором за счет изменения параметров рабочей обмотки статора, например, путем увеличения числа витков или величины тока в рабочей обмотке статора, или за счет увеличения габаритных размеров двигателя. A common disadvantage of the above known BJTTs is the relatively small value of the specific moment of the engine, the small ratio of the maximum moment to the starting moment of the engine and the practical instability of operation at low speeds. In these analogues, in order to increase the specific torque of the motor, it is possible to either increase the magnetic induction in the air gap between the stator and the rotor by changing the parameters of the working stator winding, for example, by increasing the number of turns or the current value in the working stator winding, or by increasing the overall dimensions engine.

Изобретение направлено на одновременное увеличение значения удельного момента двигателя и отношения максимального момента двигателя к пусковому, а также на обеспечение возможности устойчивой работы на низких скоростях вращения выходного вала без использования какой-либо редукции и без увеличения габаритов электродвигателя. The invention is aimed at the simultaneous increase in the value of the specific motor torque and the ratio of the maximum engine torque to the starting one, as well as the possibility of stable operation at low speeds of the output shaft without using any reduction and without increasing the size of the electric motor.

Патентуемый БДПТ, помимо основного статора с рабочей обмоткой, основного ротора, первого электронного коммутатора и бесконтактного датчика положения, содержит дополнительно введенные вспомогательные и явнополюсные статор и ротор, второй электронный коммутатор, совокупность которых совместно с бесконтактным датчиком положения, контролирующим взаимное положение вспомогательного ротора и статора, создает автоколебательное движение вспомогательного ротора с постоянными частотой и амплитудой и жестко связанного со вспомогательным ротором второго подвижного магнитопровода основного статора с рабочей обмоткой, в которую с первого электронного коммутатора, связанного через второй электронный коммутатор с бесконтактным датчиком положения, подается управляющий импульс в моменты, когда второй магнитопровод отклоняется от среднего положения в одном направлении. В эти же моменты магнитное поле, созданное рабочей обмоткой, наводит вихревые токи в основном роторе, расположенном в зазоре между первым неподвижным и вторым подвижным магнитопроводами основного статора, и при отклонении которого его магнитное поле увлекает за собой основной ротор, т.е. создается вращательное движение выходного вала в одном направлении. Причем скорость вращения выходного вала зависит от частоты взаимодействия магнитных полей второго магнитопровода и основного ротора, которая определяется частотой следования импульсов управления, задаваемой автоколебательным движением вспомогательного ротора. Вследствие инерционности электромеханической системы предлагаемого БДПТ его колебания будут низкочастотными (обычно не превышает нескольких герц), а так как в двигателе происходит преобразование автоколебательного движения во вращательное, то снижается номинальное значение скорости вращения выходного вала двигателя и одновременно увеличивается величина удельного момента на выходном валу. In addition to the main stator with the working winding, the main rotor, the first electronic switch and the proximity sensor, the patented BJTT contains additionally introduced auxiliary and explicit pole stator and rotor, the second electronic switch, the combination of which together with the non-contact position sensor controlling the relative position of the auxiliary rotor and stator creates a self-oscillating motion of the auxiliary rotor with constant frequency and amplitude and rigidly connected with the auxiliary rotor a second movable magnetic circuit of the main stator with a working winding, into which a control pulse is supplied from the first electronic switch connected via a second electronic switch to a contactless position sensor when the second magnetic circuit deviates from the middle position in one direction. At these same moments, the magnetic field created by the working winding induces eddy currents in the main rotor located in the gap between the first fixed and second movable magnetic circuits of the main stator, and when it is deflected, its magnetic field carries the main rotor, i.e. creates a rotational movement of the output shaft in one direction. Moreover, the speed of rotation of the output shaft depends on the frequency of interaction of the magnetic fields of the second magnetic circuit and the main rotor, which is determined by the repetition rate of the control pulses specified by the self-oscillating motion of the auxiliary rotor. Due to the inertia of the electromechanical system of the proposed BJPT, its oscillations will be low-frequency (usually does not exceed several hertz), and since the self-oscillating motion is converted to rotational in the engine, the nominal value of the speed of rotation of the output shaft of the engine decreases and the magnitude of the specific moment on the output shaft increases.

На фиг. 1 представлена возможная реализация устройства бесконтактного низкоскоростного высокомоментного двигателя постоянного тока, при котором второй магнитопровод основного статора конструктивно расположен внутри первого магнитопровода; на фиг. 2 вариант выполнения двигателя, при котором первый магнитопровод основного статора конструктивно расположен внутри второго магнитопровода; на фиг. 3 вариант выполнения двигателя, при котором второй магнитопровод выполнен явнополюсным с полюсами, в межполюсном пространстве которого размещены секции рабочей обмотки, соединенные последовательно; на фиг. 4 вариант выполнения двигателя, при котором второй магнитопровод выполнен неявнополюсным, в пазах которого располагается основная рабочая обмотка; на фиг. 5 вариант выполнения двигателя, при котором элемент создания постоянного магнитного поля размещен на вспомогательном роторе и выполнен в виде постоянного магнита, а обмотка управления на вспомогательном статоре; на фиг. 6 вариант выполнения двигателя, при котором элемент создания постоянного магнитного поля выполнен в виде обмотки, подключенной к источнику постоянного тока; на фиг. 7 вариант выполнения двигателя, при котором элемент создания постоянного магнитного поля выполнен в виде обмотки, подключенной к третьему выходу второго электронного коммутатора, через элемент регулировки величины тока в ней; на фиг. 8 вариант выполнения двигателя, при котором второй магнитопровод, вспомогательный ротор и подвижный элемент датчика положения неподвижно закреплены на дополнительно введенном вспомогательном валу, установленным соосно с выходным валом с возможностью его поворота относительно корпуса в подшипниковых опорах, размещенных на крышке; на фиг. 9 временные диаграммы напряжений на выходах: а второго электронного коммутатора, б первого электронного коммутатора. In FIG. 1 shows a possible implementation of a non-contact, low-speed, high-torque, direct current motor device in which the second main stator magnetic circuit is structurally located inside the first magnetic circuit; in FIG. 2 is an embodiment of the engine in which the first magnetic circuit of the main stator is structurally located inside the second magnetic circuit; in FIG. 3 is an embodiment of an engine in which the second magnetic circuit is made explicitly with poles, in the interpolar space of which sections of the working winding are connected in series; in FIG. 4 is an embodiment of the engine, in which the second magnetic circuit is made implicitly, in the grooves of which the main working winding is located; in FIG. 5 is an embodiment of an engine in which an element for creating a constant magnetic field is placed on the auxiliary rotor and is made in the form of a permanent magnet, and the control winding is on the auxiliary stator; in FIG. 6 is an embodiment of an engine in which the constant magnetic field generating element is made in the form of a winding connected to a constant current source; in FIG. 7 is an embodiment of the engine in which the constant magnetic field creating element is made in the form of a winding connected to the third output of the second electronic switch through the current magnitude adjustment element therein; in FIG. 8 is an embodiment of an engine in which a second magnetic circuit, an auxiliary rotor, and a movable element of the position sensor are fixedly mounted on an additionally introduced auxiliary shaft mounted coaxially with the output shaft so that it can rotate relative to the housing in bearings supported on the cover; in FIG. 9 time diagrams of the voltage at the outputs: a second electronic switch, b first electronic switch.

Бесконтактный низкоскоростной высокомоментный двигатель постоянного тока (фиг. 1-8) содержит основной статор, выполненный в виде первого кольцеобразного неподвижного магнитопровода 1-1, и второго подвижного магнитопровода 1-2, имеющего возможность совершать колебательное движение, относительно первого магнитопровода 1-1 в шарикоподшипниковых опорах 2 и 3 стоек 4 и 5 соответственно, на котором размещена основная рабочая обмотка 6, причем один из магнитопроводов размещен внутри другого с зазором, в котором помещен основной ротор 7, выполненный полым, вспомогательный явнополюсный статор 8 и вспомогательный явнополюсный ротор 9, жестко соединенный со вторым магнитопроводом 1-2 и подвижным элементом 10-1 датчика положения, имеющим также неподвижный элемент 10-2, причем на вспомогательном статоре 8 размещен элемент 11 создания постоянного магнитного поля, а на вспомогательном роторе 9 обмотка управления 12, подключенная к первому выходу дополнительно введенного второго электронного коммутатора (ЭК) 13, причем неподвижный элемент 10-2 датчика положения жестко закреплен на вспомогательном статоре 8 на крышке 14 и соединен с информационным входом второго электронного коммутатора 13, управляющий вход которого соединен с источником 15 постоянного тока, а второй выход с информационным входом первого электронного коммутатора 16, управляющий вход которого подключен к элементу 17 регулирования момента и скорости, а выход с рабочей обмоткой 6 второго магнитопровода 1-2. Сквозь крышку 14 проходит выходной вал 18 основного ротора 9, установленный в шарикоподшипниковых опорах 19 и 20. размещенных в подшипниковом щите 21 и крышке 14, соответственно, корпуса 22. The non-contact low-speed high-torque DC motor (Fig. 1-8) contains a main stator made in the form of a first ring-shaped stationary magnetic circuit 1-1, and a second movable magnetic circuit 1-2, with the ability to oscillate, relative to the first magnetic circuit 1-1 in ball-bearing supports 2 and 3 of racks 4 and 5, respectively, on which the main working winding 6 is placed, one of the magnetic cores being placed inside the other with a gap in which the main rotor 7 is placed, made hollow, auxiliary explicit pole stator 8 and auxiliary explicit pole rotor 9, rigidly connected to the second magnetic circuit 1-2 and the movable element 10-1 of the position sensor, which also has a fixed element 10-2, and on the auxiliary stator 8 there is an element 11 for creating a constant magnetic field, and on the auxiliary rotor 9, the control winding 12 connected to the first output of the additionally introduced second electronic switch (EC) 13, and the fixed element 10-2 of the position sensor is rigidly fixed to the auxiliary tator 8 on the cover 14 and is connected to the information input of the second electronic switch 13, the control input of which is connected to the DC source 15, and the second output to the information input of the first electronic switch 16, the control input of which is connected to the torque and speed control element 17, and the output with a working winding 6 of the second magnetic circuit 1-2. Through the cover 14 passes the output shaft 18 of the main rotor 9, installed in ball bearings 19 and 20. located in the bearing shield 21 and cover 14, respectively, of the housing 22.

Второй магнитопровод 1-2 основного статора конструктивно может быть расположен внутри первого магнитопровода 1-1 (фиг. 1), при этом увеличивается поперечный размер двигателя и уменьшается его длина. Первый магнитопровод 1-1 основного статора конструктивно может быть расположен внутри второго магнитопровода 1-2 (фиг. 2), при этом уменьшается поперечный размер двигателя и увеличивается его длина. Второй магнитопровод 1-2 может быть выполнен явнополюсным с полюсами 23, в межполюсном пространстве которого размещены секции 24 рабочей обмотки 6, соединенные последовательно (фиг. 3). Второй магнитопровод 1-2 выполнен неявнополюсными, в пазах 25 которого располагается основная рабочая обмотка 6 (фиг. 4). The second magnetic circuit 1-2 of the main stator can be structurally located inside the first magnetic circuit 1-1 (Fig. 1), while the transverse size of the motor increases and its length decreases. The first magnetic circuit 1-1 of the main stator can be structurally located inside the second magnetic circuit 1-2 (Fig. 2), while the transverse size of the motor decreases and its length increases. The second magnetic circuit 1-2 can be made explicitly with the poles 23, in the inter-polar space of which are placed sections 24 of the working winding 6 connected in series (Fig. 3). The second magnetic circuit 1-2 is made implicitly, in the grooves 25 of which is the main working winding 6 (Fig. 4).

Элемент 11 создания постоянного магнитного поля может быть размещен на вспомогательном роторе 9, а обмотка управления 12 на вспомогательном статоре 8 (фиг. 5). Элемент 11 выполнен в виде постоянного магнита (фиг. 5) или в виде обмотки, подключенной к источнику постоянного тока 15 (фиг. 6), или к третьему выходу второго электронного коммутатора 13 через элемент 26 регулировки величины тока в ней (фиг. 7). Element 11 to create a constant magnetic field can be placed on the auxiliary rotor 9, and the control winding 12 on the auxiliary stator 8 (Fig. 5). Element 11 is made in the form of a permanent magnet (Fig. 5) or in the form of a winding connected to a constant current source 15 (Fig. 6), or to the third output of the second electronic switch 13 through the element 26 for adjusting the current value in it (Fig. 7) .

Второй магнитопровод 1-2, вспомогательный ротор 9 и подвижный элемент 10-1 датчика положения неподвижно закреплены на дополнительно введенном вспомогательном валу 27, установленным соосно с выходным валом 18 с возможностью его поворота относительно корпуса 22 в подшипниковых опорах 28 и 29, размещенных на крышке 14 (фиг. 8). The second magnetic circuit 1-2, the auxiliary rotor 9 and the movable element 10-1 of the position sensor are fixedly mounted on the additionally introduced auxiliary shaft 27, mounted coaxially with the output shaft 18 with the possibility of its rotation relative to the housing 22 in the bearing supports 28 and 29 placed on the cover 14 (Fig. 8).

Двигатель работает следующим образом. Пусть в начальный момент подвижный элемент 10-1 датчика положения находится в таком положении, что на выходе формируется сигнал рассогласования, например, положительной полярности "+Upac", который поступает на управляющий вход второго ЭК 13, подключающий источник постоянного тока (ИПТ) 15 к обмотке управления 12, в результате чего в ней начинает протекать ток, например, положительный полярности. При взаимодействии магнитных полей, создаваемых обмоткой управления 12 и элементом 11 создания постоянного магнитного поля, дополнительно введенный вспомогательный явнополюсный ротор 9 начинает поворачиваться. При достижении максимального угла отклонения вспомогательного явнополюсного ротора 9 от среднего положения подвижный элемент 10-1 датчика положения перемещается так, что на выходе неподвижного элемента 10-2 датчика положения формируется сигнал отрицательной полярности "-Upac", переключающий второй ЭК 13 и подающий ток отрицательной полярности в обмотку управления 12 от ИПТ 15. В результате чего в обмотке управления создается магнитный поток, направление которого противоположно исходному, и вспомогательный явнополюсный ротор 9 начинает двигаться в противоположную сторону. По мере достижения максимального угла отклонения вспомогательного ротора 9 от среднего положения датчик положения переключается и на его выходе формируется сигнал "+Upac". Это вызывает новое переключение второго ЭК 13 и подачу тока положительной полярности в обмотку управления 12. В результате этого вспомогательный ротор 9 начинает двигаться в первоначальном направлении. Далее процесс переключения повторяется, в следствие чего вспомогательный ротор 9 совершает гармонические колебания с некоторыми постоянными амплитудой и частотой. Такое же колебательное движение совершает и второй магнитопровод 1-2 основного статора. The engine operates as follows. Suppose that at the initial moment the movable element 10-1 of the position sensor is in such a position that a mismatch signal is generated at the output, for example, of positive polarity "+ Upac", which is fed to the control input of the second EC 13, which connects the DC source (IPT) 15 to control winding 12, as a result of which current, for example, positive polarity, begins to flow in it. In the interaction of the magnetic fields generated by the control winding 12 and the element 11 to create a constant magnetic field, the additionally introduced auxiliary explicit pole rotor 9 begins to rotate. When the maximum angle of deviation of the auxiliary explicit pole rotor 9 from the middle position is reached, the movable element 10-1 of the position sensor moves so that a negative signal "-Upac" is formed at the output of the stationary element 10-2 of the position sensor, switching the second EC 13 and supplying a current of negative polarity into the control winding 12 from IPT 15. As a result, a magnetic flux is created in the control winding, the direction of which is opposite to the original one, and the auxiliary explicit pole rotor 9 starts to move camping in the opposite direction. As the maximum angle of deviation of the auxiliary rotor 9 from the middle position is reached, the position sensor switches and a + Upac signal is generated at its output. This causes a new switching of the second EC 13 and the supply of current of positive polarity to the control winding 12. As a result, the auxiliary rotor 9 begins to move in the original direction. Next, the switching process is repeated, as a result of which the auxiliary rotor 9 performs harmonic oscillations with some constant amplitude and frequency. The second oscillating circuit 1-2 of the main stator performs the same oscillatory motion.

Второй ЭК 13 формирует в обмотке управления 12 прямоугольные импульсы тока, при наличии которых обеспечивается постоянство мощности, выделяемой в обмотке управления 12. Последовательность разнополярных импульсов с выхода второго ЭК 13 (фиг. 9а) поступают на информационный вход первого ЭК 16, в котором в интервале, определяемом срезом и фронтом разнополярного импульса формируется управляющий импульс длительностью t_упр, как показано на фиг. 9б. Причем период следования импульсов управления совпадает с периодом следования разнополярных импульсов и равен Т. Управляющий импульс U_упр с выхода первого ЭК 16 подается в рабочую обмотку 6 второго магнитопровода 1-2, в которой протекающий ток создает магнитный поток Ф_зм, проходящий сквозь полый основной ротор 7 и замыкающийся через первый кольцеобразный неподвижный магнитопровод 1-1 основного статора. Причем при возвратном движении второго магнитопровода 1-2 управляющий импульс U_упр в рабочей обмотке 6 отсутствует. Таким образом, магнитное поле, образованное подвижной магнитной системой вторым магнитопроводом 1-2 и рабочей обмоткой 6, вращается с некоторой угловой скоростью в одном направлении, вследствие чего в полом основном роторе 7 наводятся вихревые токи, которые создают магнитное поле, взаимодействующее с магнитным полем подвижной магнитной системы. В результате чего, возникает движущий момент, увлекающий основной ротор 7 вслед за вращающейся магнитной системой. Причем автоколебания вспомогательного ротора 9 формируют частоту следования импульсов управления, которая определяет частоту взаимодействия подвижной магнитной системы и основного ротора 7, а следовательно, и скорость вращения выходного вала 18. Изменяя длительность и амплитуду импульсов управления элементом 17 регулирования момента и скорости, можно соответствующим образом регулировать скорость вращения и величину создаваемого удельного момента на выходном валу электродвигателя. Таким образом, вследствие использования вспомогательного ротора 9 в совокупности со вторым ЭК 13 и бесконтактным датчиком положения создаются стабильные низкочастотные колебания, которые затем преобразовываются в устойчивое вращательное движение выходного вала предлагаемого БДПТ, номинальное значение скорости которого существенно ниже, чем в известных аналогах. А реализация раздельных цепей управления вспомогательного ротора 9, включающей второй ЭК 13, бесконтактный датчик положения, обмотку управления 12, и основного ротора 7, включающей первый ЭК 16, элемент 17 регулирования момента и скорости, позволяет исходно формировать величину удельного момента электродвигателя значительно большую, чем в известных БДПТ, при этом величина отношения максимального момента к пусковому моменту предлагаемого двигателя из принципа действия постоянна и равна единице.The second EC 13 generates rectangular current pulses in the control winding 12, in the presence of which a constant power is provided, allocated in the control winding 12. The sequence of bipolar pulses from the output of the second EC 13 (Fig. 9a) is fed to the information input of the first EC 16, in which, in the interval , determined by the slice and the front of a bipolar pulse, a control pulse is formed with a duration of t _CPR , as shown in FIG. 9b. Moreover, the repetition period of the control pulses coincides with the repetition period of bipolar pulses and is equal to T. The control pulse U _control from the output of the first EC 16 is fed to the working winding 6 of the second magnetic circuit 1-2, in which the flowing current creates a magnetic flux Ф _Зм , passing through the hollow main rotor 7 and closes through the first ring-shaped fixed magnetic circuit 1-1 of the main stator. Moreover, with the return movement of the second magnetic circuit 1-2, the control pulse U _control in the working winding 6 is absent. Thus, the magnetic field formed by the moving magnetic system of the second magnetic circuit 1-2 and the working winding 6 rotates at a certain angular velocity in one direction, as a result of which eddy currents are induced in the hollow main rotor 7, which create a magnetic field interacting with the moving magnetic field magnetic system. As a result, a driving moment arises, which carries away the main rotor 7 after the rotating magnetic system. Moreover, the self-oscillations of the auxiliary rotor 9 form the repetition rate of the control pulses, which determines the frequency of interaction of the moving magnetic system and the main rotor 7, and therefore the speed of the output shaft 18. By changing the duration and amplitude of the control pulses of the moment and speed control element 17, it is possible to adjust rotation speed and the magnitude of the specific moment created on the output shaft of the electric motor. Thus, due to the use of the auxiliary rotor 9 in conjunction with the second EC 13 and a non-contact position sensor, stable low-frequency oscillations are created, which are then converted into a stable rotational motion of the output shaft of the proposed BJPT, the nominal value of the speed of which is significantly lower than in the known analogues. And the implementation of separate control circuits of the auxiliary rotor 9, including the second EC 13, a non-contact position sensor, a control winding 12, and the main rotor 7, including the first EC 16, the moment and speed control element 17, allows the initial formation of the magnitude of the specific moment of the electric motor is much larger than in known BDTTs, the ratio of the maximum moment to the starting moment of the proposed engine from the principle of action is constant and equal to unity.

При вариантах возможной реализации БДПТ указанных на фиг. 2-8, работа производится аналогичным образом. In embodiments of the possible BDTT implementation indicated in FIG. 2-8, the work is done in a similar way.

Для получения прямоугольных импульсов на выходе второго ЭК 13 в экспериментальном макете БДПТ использован датчик положения, построенный на базе фотоэлементов (светодиод АЛ107А и оптрон АОУ103А). Второй ЭК 13 и источник 15 постоянного тока могут быть реализованы по одной из известных схем. Элементная база первого ЭК 16, элемента 17 регулирования момента и скорости, а также элемента 26 регулировки величины тока в обмотке была выполнена на микросхемах К176ТМ2, К555ЛН2. To obtain rectangular pulses at the output of the second EC 13, a position sensor built on the basis of photocells (AL107A LED and AOU103A optocoupler) was used in the BDPT experimental layout. The second EC 13 and the DC source 15 can be implemented according to one of the known schemes. The elemental base of the first EC 16, the moment and speed regulation element 17, and also the current magnitude adjustment element 26 in the winding was made on K176TM2, K555LN2 microcircuits.

Claims

1. Non-contact low-speed high-torque DC motor containing a main stator with a working winding connected to the output of the first electronic switch, the power input of which is connected to a DC source, the main rotor with an output shaft and a non-contact position sensor with movable and fixed elements, characterized in that the main stator is made in the form of a first ring-shaped stationary magnetic circuit and a second mobile magnetic circuit having the ability to oscillate contraction relative to the first magnetic circuit, on which the working winding is located, and one of the magnetic circuits is placed inside the other with a gap in which the main rotor is made hollow, and the motor is additionally equipped with auxiliary explicit pole stator rigidly connected to the second magnetic circuit of the main stator and the movable element of the position sensor , and a rotor, on one of which there is an element for creating a constant magnetic field, and on the other a control winding connected to the output of an additionally introduced a second electronic switch, the signal output of the fixed element of the position sensor is connected to the information input of the second electronic switch, the control input of which is connected to a constant current source, and the output to the information input of the first electronic switch, the control input of which is connected to the torque and speed control element, and the output with a working winding of the second magnetic circuit of the main stator.

2. The engine according to claim 1, characterized in that the first magnetic circuit of the main stator is located inside its second magnetic circuit.

3. The engine according to claim 1, characterized in that the second magnetic circuit of the main stator is located inside its first magnetic circuit.

4. The engine according to claim 1, characterized in that the second magnetic circuit of the main stator is made explicitly polar, and the working winding is concentrated.

5. The motor according to claim 1, characterized in that the first and second magnetic circuits of the main stator are made implicitly, and the working winding is distributed.

6. The engine according to claim 1, characterized in that the element for creating a constant magnetic field is placed on the auxiliary stator, and the control winding on the auxiliary rotor.

7. The engine according to claim 1, characterized in that the element for creating a constant magnetic field is placed on the auxiliary rotor, and the control winding on the auxiliary stator.

8. The engine according to claims 1, 6, 7, characterized in that the element for creating a constant magnetic field is made in the form of a permanent magnet.

9. The engine according to claims 1, 6, 7, characterized in that the element for creating a constant magnetic field is made in the form of a winding connected to a constant current source.

10. The motor according to claims 1, 6, 7, characterized in that the winding is connected to an element for adjusting the amount of current in it, connected to the third output of the second electronic switch.

11. The engine according to claim 1, characterized in that the second magnetic circuit of the main stator, the auxiliary stator and the movable element of the position sensor are fixedly mounted on an additional input auxiliary shaft mounted coaxially with the output shaft with the possibility of rotation relative to the first magnetic circuit of the main stator.