RU2700664C2 - Electric machine - Google Patents

Electric machine Download PDF

Info

Publication number
RU2700664C2
RU2700664C2 RU2014149826A RU2014149826A RU2700664C2 RU 2700664 C2 RU2700664 C2 RU 2700664C2 RU 2014149826 A RU2014149826 A RU 2014149826A RU 2014149826 A RU2014149826 A RU 2014149826A RU 2700664 C2 RU2700664 C2 RU 2700664C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
stator
electric machine
coil
rotor
machine according
Prior art date
Application number
RU2014149826A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2014149826A (en
RU2014149826A3 (en
Inventor
Дмитрий Алексеевич Звездунов
Геннадий Константинович Птах
Александр Евгеньевич Яковенко
Иван Владимирович Васюков
Руслан Решатович Мустафаев
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Донские зори" (ООО "Донские зори")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "Донские зори" (ООО "Донские зори") filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Донские зори" (ООО "Донские зори")
Priority to RU2014149826A priority Critical patent/RU2700664C2/en
Publication of RU2014149826A publication Critical patent/RU2014149826A/en
Publication of RU2014149826A3 publication Critical patent/RU2014149826A3/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2700664C2 publication Critical patent/RU2700664C2/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K19/00Synchronous motors or generators
    • H02K19/02Synchronous motors
    • H02K19/04Synchronous motors for single-phase current
    • H02K19/06Motors having windings on the stator and a variable-reluctance soft-iron rotor without windings, e.g. inductor motors
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K29/00Motors or generators having non-mechanical commutating devices, e.g. discharge tubes or semiconductor devices
    • H02K29/06Motors or generators having non-mechanical commutating devices, e.g. discharge tubes or semiconductor devices with position sensing devices

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)
  • Permanent Magnet Type Synchronous Machine (AREA)

Abstract

FIELD: electrical engineering.
SUBSTANCE: invention relates to electrical engineering, particularly, to high-speed electric machines for household appliances. Electric machine comprises uncoated rotor and stator fixed in one bearing shield in cantilever. On rotor toothed magnetic core end plastic shutters and slots are made. Electronic switchboard including the optocoupler is mounted on rods of the stator coil frames by performing all electrical connections with four soldering points. Optopair is rigidly and accurately connected to stator toothed magnet core.
EFFECT: technical result is improved manufacturability of structure.
14 cl, 7 dwg

Description

Изобретение относится к электротехнике, а точнее к высокооборотным электрическим машинам для бытовой техники, например для пылесосов или молочных сепараторов.The invention relates to electrical engineering, and more specifically to high-speed electric machines for household appliances, for example for vacuum cleaners or milk separators.

Известна электрическая машина, содержащая безобмоточный ротор, зубчатый магнитопровод которого закреплен на валу с подшипниками, статор с зубчатым магнитопроводом и сосредоточенной катушкой, установленной на одном или нескольких зубцах и подключенной к выходам электронного коммутатора с возможностью запитки по командам устройства определения углового положения ротора относительно статора (см. патент России №2059993, кл. 6 H02K 19/06; 19/24. Опубл. 10.05.96 г. Бюл. №13.).A known electric machine containing a windingless rotor, a magnetic gear of which is mounted on a shaft with bearings, a stator with a magnetic gear and a lumped coil mounted on one or more teeth and connected to the outputs of the electronic switch with the ability to power on the commands of the device to determine the angular position of the rotor relative to the stator ( see Russian patent No. 2059993, class 6 H02K 19/06; 19/24. Publish. 05/10/96, Bull. No. 13.).

Недостатком данного аналога является его высокая стоимость из-за нетехнологичности и сложности конструкции.The disadvantage of this analogue is its high cost due to low tech and design complexity.

Известна электрическая машина, содержащая безобмоточный ротор, зубчатый магнитопровод которого закреплен на валу с подшипниками, статор с зубчатым магнитопроводом и сосредоточенной катушкой, установленной на одном или нескольких зубцах и подключенной к выходам электронного коммутатора с возможностью запитки по командам устройства определения углового положения ротора относительно статора (см. полезная модель России №1973, кл. 6 H02K 19/06. Опубл. 16.03.96 г.).A known electric machine containing a windingless rotor, a magnetic gear of which is mounted on a shaft with bearings, a stator with a magnetic gear and a lumped coil mounted on one or more teeth and connected to the outputs of the electronic switch with the ability to power on the commands of the device to determine the angular position of the rotor relative to the stator ( see utility model of Russia No. 1973, class 6 H02K 19/06. Publish. March 16, 1996).

Недостатком данного аналога является также высокая стоимость из-за нетехнологичности и сложности конструкции.The disadvantage of this analogue is also the high cost due to low tech and design complexity.

Также известна электрическая машина, принятая за прототип, содержащая безобмоточный ротор, зубчатый магнитопровод которого закреплен на валу с подшипниками, статор с зубчатым магнитопроводом и сосредоточенной катушкой, установленной на одном или нескольких зубцах и подключенной к выходам электронного коммутатора с возможностью запитки по командам устройства определения углового положения ротора относительно статора (см. патент России №2266606, кл. H02K 29/10, 19/06. Опубл. 20.12.2005 г. Бюл. №35).Also known is an electric machine adopted as a prototype, comprising a windingless rotor, a magnetic gear conductor of which is mounted on a shaft with bearings, a stator with a magnetic gear conductor and a concentrated coil mounted on one or several teeth and connected to the outputs of the electronic switch with the possibility of power supply according to the commands of the angular detection device the position of the rotor relative to the stator (see Russian patent No. 2266606, class. H02K 29/10, 19/06. Publ. 20.12.2005, Bull. No. 35).

Недостатком прототипа также является высокая стоимость из-за нетехнологичности и сложности конструкции.The disadvantage of the prototype is also the high cost due to low technology and design complexity.

Заявляемое техническое решение направлено на снижение стоимости электрической машины.The claimed technical solution is aimed at reducing the cost of an electric machine.

Для этого в электрической машине, содержащей безобмоточный ротор, зубчатый магнитопровод которого закреплен на валу с подшипниками, статор с зубчатым магнитопроводом и сосредоточенной катушкой, установленной на одном или нескольких зубцах и подключенной к выходам электронного коммутатора с возможностью запитки по командам устройства определения углового положения ротора относительно статора, согласно данного заявления, устройство определения углового положения ротора относительно статора установлено на зубчатом магнитопроводе статора.To do this, in an electric machine containing a windingless rotor, a gear magnetic circuit mounted on a shaft with bearings, a stator with a gear magnetic circuit and a lumped coil mounted on one or more teeth and connected to the outputs of the electronic switch with the ability to be energized by commands of the device for determining the angular position of the rotor relative to stator, according to this statement, a device for determining the angular position of the rotor relative to the stator is mounted on a toothed magnetic circuit with Ator.

Ответная часть устройства определения углового положения ротора относительно статора может быть выполнена на торце зубчатого магнитопровода ротора. Например, в виде шторок и пазов с возможностью взаимодействия с оптопарой или датчиком Холла.The reciprocal part of the device for determining the angular position of the rotor relative to the stator can be performed at the end of the rotor gear magnetic circuit. For example, in the form of blinds and grooves with the ability to interact with an optocoupler or a Hall sensor.

На зубчатом магнитопроводе статора могут быть выполнены пазы или отверстия, в которые плотно входят дополнительные ловители, жестко связанные с устройством определения углового положения ротора относительно статора.Grooves or holes can be made on the stator toothed magnetic circuit, into which additional catchers are tightly connected, which are rigidly connected with the device for determining the angular position of the rotor relative to the stator.

В электрической машине катушка может быть плотно насажена на магнитопровод, при этом боковая сторона зубца, прилегающая к катушке и сама катушка, изготовлены на конус с углом в диапазоне 0…6 градусов, а между катушкой и дном паза зубчатого магнитопровода статора выполнен компенсирующий зазор, обеспечивающий плотную посадку катушки.In an electric machine, the coil can be tightly mounted on the magnetic circuit, while the lateral side of the tooth adjacent to the coil and the coil itself are made on a cone with an angle in the range of 0 ... 6 degrees, and a compensating gap is made between the coil and the bottom of the groove of the stator gear magnetic circuit, providing tight fit reels.

Катушка может быть выполнена на каркасе с выступами, на которых закреплено устройство определения углового положения ротора относительно статора.The coil can be made on a frame with protrusions on which a device for determining the angular position of the rotor relative to the stator is fixed.

На боковой стороне зубца, прилегающей к катушке, может быть выполнен дополнительный паз, а каркас катушки снабжен защелкой, входящей в этот дополнительный паз, жестко и плотно фиксирующей катушку на зубчатом магнитопроводе статора.An additional groove can be made on the side of the tooth adjacent to the coil, and the coil frame is equipped with a latch included in this additional groove, which rigidly and tightly fixes the coil on the stator gear magnetic circuit.

Каркас катушки может охватывать два зубца, образуя полюс статора, и на каркасе, между двумя зубцами, выполнен карман в виде двух дополнительных встречно направленных Г-образных перемычек, между которыми, в кармане, радиально установлен постоянный магнит со смещением от оси полюса в диапазоне 1…5 градусов.The coil frame can cover two teeth, forming a stator pole, and on the frame, between two teeth, a pocket is made in the form of two additional counter-directed L-shaped jumpers, between which, in the pocket, a permanent magnet with an offset from the pole axis in the range of 1 …5 degrees.

Каркас катушки может быть снабжен дополнительным выступом, сжимающим зубчатый магнитопровод статора в процессе сборки параллельно оси вращения.The coil frame can be equipped with an additional protrusion, compressing the stator toothed magnetic circuit during assembly parallel to the axis of rotation.

Для более надежной фиксации каркаса катушки на полюсе может быть отогнут крайний лист зубца магнитопровода статора от оси вращения к каркасу.For more reliable fixation of the coil frame at the pole, the extreme sheet of the stator magnetic tooth from the axis of rotation to the frame can be bent.

В электрической машине на выступах каркаса могут быть установлены токопроводящие штыри, соединенные с выводными концами катушек, на которых своими выходами установлен электронный коммутатор, изготовленный совместно, на одной плате, с устройством определения углового положения ротора относительно статора, например, с оптопарой.In the electric machine, conductive pins can be installed on the protrusions of the frame, connected to the output ends of the coils, on which their outputs have an electronic switch, made together on the same board, with a device for determining the angular position of the rotor relative to the stator, for example, with an optocoupler.

Электрическая машина может иметь число зубцов ротора равным 6, а число зубцов статора равным 4, которые разделены на два полюса по два зубца, каркасы расположены противоположно друг другу, при этом катушки и магниты, по направлению магнитного потока, включены согласно, а оптопара установлена в соответствии с зубчатым магнитопроводом статора с возможностью прохождения шторок и пазов, расположенных на торце зубчатого магнитопровода ротора, сквозь ее щель, причем четыре выхода электронного коммутатора соединены с четырьмя штырями каркасов катушек.An electric machine can have the number of rotor teeth equal to 6, and the number of stator teeth equal to 4, which are divided into two poles by two teeth, the frames are located opposite each other, while the coils and magnets, in the direction of magnetic flux, are turned on according to, and the optocoupler is installed in in accordance with the stator toothed magnetic circuit with the possibility of blinds and grooves located on the end of the rotor toothed magnetic circuit passing through its slot, and the four outputs of the electronic switch are connected to four frame pins atushek.

Зубчатый магнитопровод ротора и вал могут быть залиты пластмассой, обеспечивая двойной класс защиты по изоляции, и из которой одновременно выполнены шторки и пазы на торце ротора.The rotor toothed magnetic circuit and the shaft can be filled with plastic, providing a double protection class for insulation, and from which the curtains and grooves at the end of the rotor are simultaneously made.

В электрической машине статор и ротор могут быть установлены консольно на одном подшипниковом щите, состоящем из двух обратно расположенных открытых подшипниковых гнезд и плоского оребренного основания, перпендикулярного оси вращения, с четырьмя выступами и двумя бонками, причем статор забазирован с осью вращения по четырем выступам щита и прикручен к нему саморезными винтами в бонки вдоль катушек, при этом подшипник, установленный на выходном конце вала ротора зафиксирован стопорной шайбой.In an electric machine, the stator and rotor can be mounted cantilever on one bearing shield, consisting of two back-mounted open bearing seats and a flat finned base perpendicular to the axis of rotation, with four protrusions and two bonnets, with the stator basing with the axis of rotation along the four protrusions of the shield and bolted to it with self-tapping screws in bonks along the coils, while the bearing mounted on the output end of the rotor shaft is fixed with a lock washer.

Для улучшения качества литья и снижения расхода материала торец второго от выходного конца вала подшипникового гнезда может быть выполнен с чередованием пазов и ребер.To improve the quality of casting and reduce material consumption, the end face of the second from the output end of the shaft of the bearing housing can be performed with alternating grooves and ribs.

Между подшипниками на валу может быть смонтирована дополнительная втулка, а сами подшипники могут быть установлены в амортизаторах, выполненных в виде резиновых втулок, при этом между основанием подшипникового щита и статором установлен вентилятор.An additional sleeve can be mounted between the bearings on the shaft, and the bearings themselves can be installed in shock absorbers made in the form of rubber bushings, while a fan is installed between the base of the bearing shield and the stator.

В плате электронного коммутатора и устройства определения углового положения зубцов ротора относительно зубцов статора по оси вращения может быть выполнено отверстие, сквозь которое может быть пропущен вал, на котором за статором и платой установлен подшипник.In the circuit board of the electronic switch and the device for determining the angular position of the teeth of the rotor relative to the teeth of the stator along the axis of rotation, a hole can be made through which a shaft can be passed on which a bearing is mounted behind the stator and the board.

На плате два силовых ключа могут быть установлены рядом и обращены к статору, а фильтровая емкость установлена под ними, с обратной стороны платы.On the board, two power switches can be installed side by side and facing the stator, and a filter tank is installed under them, on the back of the board.

Электрическая машина может быть снабжена дополнительным экраном, установленным выступами в пазах каркасов между катушками, и сформирован оптимальный канал охлаждения платы и катушек.The electric machine can be equipped with an additional screen installed by protrusions in the grooves of the frames between the coils, and the optimal cooling channel of the board and coils is formed.

Дополнительным экраном поток воздуха может быть направлен над силовыми ключами.An additional screen air flow can be directed above the power keys.

В электрической машине, в основании подшипникового щита, могут быть выполнены три паза с отверстиями, расположенными по периметру под 120 градусов и охватывающими четыре выступа и бонки, причем один паз установлен по оси одного полюса, а два других паза установлены по бокам второго полюса.In an electric machine, at the base of the bearing shield, three grooves can be made with holes located around the perimeter at 120 degrees and covering four protrusions and bonks, with one groove installed along the axis of one pole, and two other grooves mounted on the sides of the second pole.

В отличие от прототипа значительно упрощена конструкция предлагаемой электрической машины: она собрана в одном подшипниковом щите, зубчатый магнитопровод статора стянут и зафиксирован каркасом катушек и не требует дополнительных заклепок или сварки, катушки легко одеваются на конус полюсов и плотно прилегают к зубцам, обеспечивая хорошую теплопередачу, встречно Г-образный карман каркасов катушек надежно фиксирует стартовые магниты на полюсах без их приклеивания, одной операцией заливки пластмассы в роторе соединены вал и зубчатый пакет магнитопровода, на торце которого одновременно выполнены шторки и пазы для взаимодействия с оптопарой, плата электронного блока выполнена совместно с оптопарой, сквозь щель которой проходят шторки и пазы, и установлена на штыри каркасов катушек, выполнив электрические соединения в двигателе четырьмя местами пайки.In contrast to the prototype, the design of the proposed electric machine is greatly simplified: it is assembled in one bearing shield, the stator toothed magnetic circuit is pulled and fixed by the coil frame and does not require additional rivets or welding, the coils easily fit on the cone of the poles and fit snugly to the teeth, providing good heat transfer, counter L-shaped pocket of the coil frames reliably fixes the starting magnets at the poles without gluing them; in one operation of pouring plastic in the rotor, a shaft and a gear pa ket of the magnetic circuit, at the end of which blinds and slots are simultaneously made for interacting with the optocoupler, the electronic unit board is made together with the optocoupler, through the slit of which the shutters and grooves pass, and is installed on the pins of the coil frames, making electrical connections in the engine with four soldering places.

Сборка также существенно упрощена: вентилятор устанавливается либо отливается вместе с ротором, монтируется нижний подшипник и устанавливается втулка или без нее. Подшипники в амортизаторах или без них устанавливаются в подшипниковые гнезда и фиксируются стопорной шайбой. Статор с платой устанавливается на выступы подшипникового щита и фиксируется двумя саморезными винтами.The assembly is also greatly simplified: the fan is installed or cast along with the rotor, the lower bearing is mounted and the sleeve is installed with or without it. Bearings in or without shock absorbers are mounted in bearing housings and secured with a lock washer. The stator with the board is mounted on the protrusions of the bearing shield and fixed with two self-tapping screws.

Так как устройство определения углового положения ротора относительно статора жестко и точно связано с зубчатым магнитопроводом статора, то не требуется дополнительная настройка работы электрической машины.Since the device for determining the angular position of the rotor relative to the stator is rigidly and precisely connected with the toothed magnetic circuit of the stator, additional adjustment of the operation of the electric machine is not required.

На плоском основании подшипникового щита выполнена система защиты от попадания жидкости сверху на двигатель и плату, что увеличивает надежность электрической машины.On a flat base of the bearing shield, a protection system against liquid ingress from above onto the engine and the board is made, which increases the reliability of the electric machine.

В дальнейшем предлагаемое техническое решение поясняется чертежами конкретного исполнения, на которых:In the future, the proposed technical solution is illustrated by drawings of a specific design, on which:

- на фиг. 1 показан продольный разрез электрической машины по оси вращения, проходящий между двумя полюсами;- in FIG. 1 shows a longitudinal section of an electric machine along the axis of rotation passing between two poles;

- на фиг. 2 изображено поперечное сечение А-А, которое открывает вид снизу на электрическую машину;- in FIG. 2 shows a cross section AA, which opens up a bottom view of an electric machine;

- на фиг. 3 показан вид спереди на электрическую машину, аналогично фиг. 1, только без разреза;- in FIG. 3 shows a front view of an electric machine, similar to FIG. 1, only without a cut;

- на фиг. 4 представлен разрез Б-Б по выступам подшипникового щита, где установлен статор;- in FIG. 4 shows a section BB along the protrusions of the bearing shield, where the stator is installed;

- на фиг. 5 расположен увеличенный вид I из фиг. 4 на каркасную катушку и ее крепление;- in FIG. 5 is an enlarged view I of FIG. 4 to the frame coil and its fastening;

- на фиг. 6 изображен вид справа на электрическую машину;- in FIG. 6 is a right view of an electric machine;

- на фиг. 7 показан разрез С-С по оребренной части подшипникового щита, расположенной между верхним и нижним подшипником.- in FIG. 7 shows a section CC through the finned part of the bearing shield located between the upper and lower bearings.

Электрическая машина (см. чертежи) содержит безобмоточный ротор 1, зубчатый магнитопровод 2 которого закреплен жестко на валу 3, на котором установлены подшипники: верхний 4 и нижний 5. Пакет статора 6 выполнен виде зубчатого магнитопровода 7.The electric machine (see drawings) contains a winding-free rotor 1, the toothed magnetic circuit 2 of which is fixed rigidly to the shaft 3, on which the bearings are mounted: upper 4 and lower 5. The stator package 6 is made in the form of a gear magnetic circuit 7.

Подшипники 4, 5 установлены в амортизаторах 8 в одном подшипниковом щите 9, состоящем из двух обратно расположенных открытых подшипниковых гнезд и плоского оребренного основания 10.Bearings 4, 5 are installed in shock absorbers 8 in one bearing shield 9, which consists of two rear-facing open bearing housings and a flat finned base 10.

Между подшипниками установлена дополнительная распорная втулка 11, а верхний подшипник 4 зафиксирован на валу 3 стопорной шайбой 12. Торец второго от выходного конца вала подшипникового гнезда выполнен с чередованием ребер 13 и пазов 14 (см. фиг. 1, фиг. 7).An additional spacer sleeve 11 is installed between the bearings, and the upper bearing 4 is fixed on the shaft 3 with a lock washer 12. The end face of the second from the output end of the shaft of the bearing housing is made with alternating ribs 13 and grooves 14 (see Fig. 1, Fig. 7).

Вентилятор 15 расположен между основанием 10 подшипникового щита 9 и зубчатым магнитопроводом 2 ротора 1, который залит пластмассой 16. На торце 17 зубчатого магнитопровода 2 выполнены шторки 18 из пластмассы 16 и пазы 19.The fan 15 is located between the base 10 of the bearing shield 9 and the toothed magnetic circuit 2 of the rotor 1, which is filled with plastic 16. At the end 17 of the toothed magnetic circuit 2 there are blinds 18 made of plastic 16 and grooves 19.

Внизу электрической машины смонтирована плата 20 электронного коммутатора с оптопарой 21. На торце 17 ротора 1 выполнен дополнительный вентилятор 22 для охлаждения платы 20, а поток воздуха через двигатель формируется экраном 23.At the bottom of the electric machine, a board 20 of an electronic switch with an optocoupler is mounted 21. At the end 17 of the rotor 1, an additional fan 22 is made to cool the board 20, and the air flow through the engine is formed by the screen 23.

Катушки 24, 25 (см. фиг. 2) выполнены каркасными с выводами в виде штырей 26, 27 и 28, 29, соответственно, и установлены, также соответственно, на полюсе 30 с зубцами 31 и 32 и на полюсе 33 с зубцами 34 и 35. На штырях 26, 27, 28 и 29 смонтирована плата 20.The coils 24, 25 (see Fig. 2) are made frame with the findings in the form of pins 26, 27 and 28, 29, respectively, and are also installed, respectively, at the pole 30 with teeth 31 and 32 and at the pole 33 with teeth 34 and 35. On pins 26, 27, 28 and 29 mounted board 20.

На статоре 6 выполнены дополнительные отверстия 36 или пазы 37, по которым может быть соориентирована плата 20 и оптопара 21 по отношению к зубцам 31, 32, 34, 35.On the stator 6, additional holes 36 or grooves 37 are made, along which the board 20 and the optocoupler 21 can be oriented with respect to the teeth 31, 32, 34, 35.

В выступах 38 основания 10 статор 6 закреплен с помощью двух саморезных винтов 39 (см. фиг. 2, 3).In the protrusions 38 of the base 10, the stator 6 is fixed with two self-tapping screws 39 (see Fig. 2, 3).

В основании 10 выполнены три монтажных паза 40 - под полюсом 33, и 41, 42 по бокам от полюса 30. Четыре выступа 38 и две бонки 43 (см. фиг. 3, 4) выполнены заодно с основанием 10.At the base 10, three mounting grooves 40 are made - under the pole 33, and 41, 42 on the sides of the pole 30. Four protrusions 38 and two bonks 43 (see Fig. 3, 4) are made at the same time with the base 10.

На полюсах 30, 33 радиально установлены постоянные стартовые магниты 44, 45, соответственно, под углом А от 1 до 5 градусов по отношению к оси полюсов. Магниты 44, 45 расположены в карманах каркасных катушек 24, 25 между Г-образными перемычками 46, 47 и 48, 49, соответственно (см. фиг. 4, 5).Permanent starting magnets 44, 45 are radially mounted at the poles 30, 33, respectively, at an angle A of 1 to 5 degrees with respect to the axis of the poles. Magnets 44, 45 are located in the pockets of the frame coils 24, 25 between the L-shaped jumpers 46, 47 and 48, 49, respectively (see. Fig. 4, 5).

Зубцы 31, 31, 34, 35 выполнены с углом В в диапазоне от 0 до 3 градусов снаружи и на сторонах, обращенных к катушкам, снабжены дополнительным пазом 50, в который защелкиваются каркасные катушки дополнительным выступом 51 при сборке. Между каркасными катушками 24, 25 и дном паза выполнен зазор С от 0 до 0,75 мм для гарантированной посадки катушек на полюс по конусу (см. фиг. 5).The teeth 31, 31, 34, 35 are made with an angle B in the range from 0 to 3 degrees outside and on the sides facing the coils, equipped with an additional groove 50, in which the frame coils snap into the additional protrusion 51 during assembly. Between the frame coils 24, 25 and the bottom of the groove, a clearance C of 0 to 0.75 mm was made to ensure that the coils fit onto the pole along the cone (see Fig. 5).

Плата 20 электронного коммутатора выполнена на двух ключах 52, 53, расположенных на той же стороне платы, что и оптопара 21, а фильтровая емкость 54 установлена под упомянутыми ключами (см. фиг. 6).The electronic switch board 20 is made on two keys 52, 53 located on the same side of the board as the optocoupler 21, and the filter tank 54 is installed under the said keys (see Fig. 6).

Торцовая часть нижнего гнезда подшипникового щита 9 выполнена с чередованием ребер 13 и пазов 14 (см. фиг. 7), а в основании 10 сформированы каналы 55 для сброса жидкости и защиты от попадания влаги на катушки 24, 25 и плат 20.The end part of the lower socket of the bearing shield 9 is made with alternating ribs 13 and grooves 14 (see Fig. 7), and channels 55 are formed in the base 10 to discharge liquid and protect against moisture from entering the coils 24, 25 and circuit boards 20.

Электрическая машина работает следующим образом. При обесточенных катушках 24, 25 под действием момента от постоянных магнитов 44, 45 ротор 1 занимает стартовое положение (см. фиг. 4).The electric machine operates as follows. When deenergized coils 24, 25 under the action of the moment from the permanent magnets 44, 45, the rotor 1 occupies the starting position (see Fig. 4).

После подачи питания на электронный коммутатор 20 срабатывает оптопара 21 и подается команда на формирование однополярного импульса тока в катушки 24, 25. При протекании тока через катушки возникают магнитные силы притяжения зубчатого магнитопровода 2 ротора 1 к полюсам 30, 33 статора 6. Под действием вращающего момента ротор 1 начинает вращаться и в положении совпадения зубец ротора-зубец статора выключается оптопара 21 и обесточиваются катушки 24, 25. Далее ротор вращается за счет накопленной кинетической энергии, пока ось зубцов пакета магнитопровода 2 ротора 1 не совпадет с осью полюсов 30, 33, то есть в положении между зубцами (см. фиг. 4). Снова включается оптопара 21 и подается следующий импульс тока, частота вращения увеличивается, и таким образом электрическая машина выходит на заданный режим работы. Такое питание катушек 24, 25 обеспечивает запуск, вращение ротора 1 и работу электрической машины.After supplying power to the electronic switch 20, the optocoupler 21 is triggered and a command is issued to generate a unipolar current pulse in the coils 24, 25. When the current flows through the coils, magnetic forces of attraction of the toothed magnetic circuit 2 of the rotor 1 to the poles 30, 33 of the stator 6 are generated. Under the action of the torque the rotor 1 starts to rotate and in the coincident position the rotor tooth-stator tooth turns off the optocoupler 21 and the coils 24, 25 are de-energized. Next, the rotor rotates due to the accumulated kinetic energy, while the axis of the teeth of the magnetopacket package oestrus 2 of the rotor 1 does not coincide with the axis of the poles 30, 33, i.e. at a position between the teeth (see. FIG. 4). The optocoupler 21 is turned on again and the next current pulse is applied, the rotation frequency increases, and thus the electric machine reaches the specified operating mode. This power supply to the coils 24, 25 ensures the start, rotation of the rotor 1 and the operation of the electric machine.

Для более надежного запуска может быть сформирован первый или несколько импульсов тока вне зависимости от команды оптопары 21. В этом случае ротор становится в положение зубец статора-зубец ротора, импульс снимается и под действием магнитов 44, 45 ротор 1 возвращается в положение зубец ротора-ось полюса. Срабатывает оптопара 21 и далее работа идет так, как было описано ранее.For a more reliable start, the first or several current pulses can be generated regardless of the command of the optocoupler 21. In this case, the rotor becomes in the position of the stator tooth-tooth of the rotor, the pulse is removed and under the influence of magnets 44, 45 the rotor 1 returns to the position of the tooth of the rotor-axis the poles. The optocoupler 21 is triggered, and then the work proceeds as described previously.

В отличие от прототипа в предлагаемой электрической машине значительно упрощена конструкция и сборка, что снижает ее стоимость, а именно: один подшипниковый щит; магнитопровод статора стянут и зафиксирован каркасом катушек; катушки легко одеваются на конус полюсов и плотно прилегают к зубцам; просто и надежно фиксируются стартовые магниты; одной операцией заливки пластмассы в роторе соединены вал и зубчатый пакет магнитопровода, на торце которого одновременно выполнены шторки и пазы для взаимодействия с оптопарой, а также дополнительный вентилятор; плата электронного коммутатора, выполненная совместно с оптопарой, установлена на штыри каркасов катушек, выполнив все электрические соединения в двигателе четырьмя местами пайки.Unlike the prototype, the proposed electric machine has greatly simplified the design and assembly, which reduces its cost, namely: one bearing shield; the stator magnetic circuit is pulled together and fixed by the coil frame; coils easily put on a cone of poles and densely adjoin to teeth; start magnets are simply and reliably fixed; in one operation of pouring plastic in the rotor, a shaft and a gear package of the magnetic circuit are connected, at the end of which blinds and grooves are simultaneously made for interaction with the optocoupler, as well as an additional fan; the electronic switch board, made in conjunction with the optocoupler, is installed on the pins of the coil frames, having completed all the electrical connections in the engine with four soldering points.

Статор с платой устанавливается на выступы подшипникового щита и фиксируется двумя саморезными винтами.The stator with the board is mounted on the protrusions of the bearing shield and fixed with two self-tapping screws.

Оптопара жестко и точно связана с зубчатым магнитопроводом статора и это также позволяет технологические погрешности производства (сумму всех отклонений по деталям) свести к минимуму и массово выпускать такие электрические машины, так как не требуется дополнительная настройка их работы.The optocoupler is rigidly and precisely connected to the stator toothed magnetic circuit and this also allows technological production errors (the sum of all deviations for the parts) to be minimized and mass-produced such electric machines, since additional adjustment of their operation is not required.

Claims (14)

1. Электрическая машина, содержащая безобмоточный ротор, зубчатый магнитопровод которого закреплен на валу с подшипниками, статор с зубчатым магнитопроводом и сосредоточенной катушкой, установленной на одном или нескольких зубцах и подключенной к выходам электронного коммутатора с возможностью запитки по командам устройства определения углового положения ротора относительно статора, ответная часть которого выполнена на торце зубчатого магнитопровода ротора в виде шторок и пазов с возможностью взаимодействия с оптопарой или датчиком Холла, отличающаяся тем, что устройство определения углового положения ротора относительно статора установлено на катушке.1. An electric machine containing a windingless rotor, a magnetic gear conductor of which is mounted on a shaft with bearings, a stator with a magnetic gear conductor and a lumped coil mounted on one or several teeth and connected to the outputs of the electronic switch with the possibility of powering on the commands of the device for determining the angular position of the rotor relative to the stator , the counterpart of which is made at the end of the rotor gear magnetic circuit in the form of blinds and grooves with the possibility of interaction with an optocoupler or sensor m Hall, characterized in that the device for determining the angular position of the rotor relative to the stator is mounted on a coil. 2. Электрическая машина по п. 1, отличающаяся тем, что катушка плотно насажена на магнитопровод, при этом боковая сторона зубца, прилегающая к катушке и сама катушка, изготовлены на конус с углом в диапазоне 0…5 градусов.2. The electric machine according to claim 1, characterized in that the coil is tightly mounted on the magnetic circuit, while the side of the tooth adjacent to the coil and the coil itself are made on a cone with an angle in the range of 0 ... 5 degrees. 3. Электрическая машина по п. 2, отличающаяся тем, что между катушкой и дном паза зубчатого магнитопровода статора выполнен компенсирующий зазор, обеспечивающий плотную посадку катушки по конусу зубцов магнитопровода статора.3. The electric machine according to claim 2, characterized in that between the coil and the bottom of the groove of the stator toothed magnetic circuit, a compensating gap is made providing a tight fit of the coil along the cone of the teeth of the stator magnetic circuit. 4. Электрическая машина по п. 2 или 3, отличающаяся тем, что катушка выполнена на каркасе с выступами, на которых закреплено устройство определения углового положения ротора относительно статора.4. An electric machine according to claim 2 or 3, characterized in that the coil is made on a frame with protrusions on which a device for determining the angular position of the rotor relative to the stator is fixed. 5. Электрическая машина по п. 4, отличающаяся тем, что на боковой стороне зубца, прилегающей к катушке, выполнен дополнительный паз, а каркас катушки снабжен защелкой, входящей в этот дополнительный паз, жестко и плотно фиксирующей катушку на зубчатом магнитопроводе статора.5. The electric machine according to claim 4, characterized in that an additional groove is made on the side of the tooth adjacent to the coil, and the coil frame is equipped with a latch included in this additional groove, rigidly and tightly fixing the coil to the stator gear magnetic circuit. 6. Электрическая машина по п. 5, отличающаяся тем, что каркас катушки охватывает два зубца, образуя полюс статора, и на каркасе выполнен карман в виде двух дополнительных встречно направленных Г-образных перемычек, между которыми, в кармане, радиально установлен постоянный магнит со смещением от оси полюса в диапазоне 1…5 градусов.6. The electric machine according to claim 5, characterized in that the coil frame covers two teeth, forming a stator pole, and a pocket is made on the frame in the form of two additional counter-directed L-shaped jumpers, between which, in the pocket, a permanent magnet with offset from the axis of the pole in the range of 1 ... 5 degrees. 7. Электрическая машина по п. 5, отличающаяся тем, что каркас катушки снабжен дополнительным выступом, сжимающим зубчатый магнитопровод статора в процессе сборки параллельно оси вращения.7. The electric machine according to claim 5, characterized in that the coil frame is provided with an additional protrusion that compresses the stator toothed magnetic circuit during assembly parallel to the axis of rotation. 8. Электрическая машина по п. 4, отличающаяся тем, что на выступах каркаса установлены токопроводящие штыри, соединенные с выводными концами катушек, на которых своими выходами установлен электронный коммутатор, изготовленный совместно, на одной плате, с устройством определения углового положения ротора относительно статора, например, с оптопарой.8. An electric machine according to claim 4, characterized in that conductive pins are mounted on the protrusions of the frame, connected to the output ends of the coils, on which their outputs have an electronic switch, made together on the same board, with a device for determining the angular position of the rotor relative to the stator, for example, with an optocoupler. 9. Электрическая машина по п. 6 и 8, отличающаяся тем, что число зубцов ротора равно 6, а число зубцов статора равно 4, которые разделены на два полюса по два зубца, каркасы расположены противоположно друг другу, при этом катушки и магниты, по направлению магнитного потока, включены согласно, а оптопара установлена в соответствии с зубчатым магнитопроводом статора с возможностью прохождения шторок и пазов сквозь ее щель, причем четыре выхода электронного коммутатора соединены с четырьмя штырями каркасов катушек.9. The electric machine according to p. 6 and 8, characterized in that the number of teeth of the rotor is 6, and the number of stator teeth is 4, which are divided into two poles by two teeth, the frames are located opposite each other, while the coils and magnets the direction of the magnetic flux is included according to, and the optocoupler is installed in accordance with the gear magnetic stator with the possibility of passage of the blinds and grooves through its slot, and the four outputs of the electronic switch are connected to the four pins of the coil frames. 10. Электрическая машина по п. 1, отличающаяся тем, что зубчатый магнитопровод ротора и вал залиты пластмассой, из которой выполнены шторки и пазы на торце ротора.10. The electric machine according to claim 1, characterized in that the toothed magnetic circuit of the rotor and the shaft are filled with plastic, from which the blinds and grooves are made at the end of the rotor. 11. Электрическая машина по п. 8 или 9, отличающаяся тем, что статор и ротор установлены консольно на одном подшипниковом щите, состоящем из двух обратно расположенных открытых подшипниковых гнезд и плоского оребренного основания, перпендикулярного оси вращения, с четырьмя выступами и двумя бонками, причем статор зафиксирован четырьмя выступам щита и прикручен к нему саморезными винтами в бонки вдоль катушек, при этом подшипник, установленный на выходном конце вала ротора зафиксирован стопорной шайбой.11. An electric machine according to claim 8 or 9, characterized in that the stator and rotor are mounted cantilever on one bearing shield, consisting of two back-mounted open bearing seats and a flat finned base perpendicular to the axis of rotation, with four protrusions and two bonks, and the stator is fixed by four tabs of the shield and screwed to it by self-tapping screws in bonks along the coils, while the bearing mounted on the output end of the rotor shaft is fixed by a lock washer. 12. Электрическая машина по п. 11, отличающаяся тем, что в плате по оси вращения выполнено отверстие.12. The electric machine according to claim 11, characterized in that a hole is made in the board along the axis of rotation. 13. Электрическая машина по п. 12, отличающаяся тем, что сквозь отверстие пропущен вал, на котором за статором и платой установлен подшипник.13. The electric machine according to claim 12, characterized in that a shaft is passed through the hole on which a bearing is mounted behind the stator and board. 14. Электрическая машина по п. 12 или 13, отличающаяся тем, что на плате два силовых ключа установлены рядом и обращены к статору, а фильтровая емкость установлена под ними, с обратной стороны платы.14. An electric machine according to claim 12 or 13, characterized in that on the board two power switches are installed side by side and facing the stator, and a filter tank is installed under them, on the back of the board.
RU2014149826A 2014-12-09 2014-12-09 Electric machine RU2700664C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014149826A RU2700664C2 (en) 2014-12-09 2014-12-09 Electric machine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014149826A RU2700664C2 (en) 2014-12-09 2014-12-09 Electric machine

Publications (3)

Publication Number Publication Date
RU2014149826A RU2014149826A (en) 2015-06-10
RU2014149826A3 RU2014149826A3 (en) 2018-11-06
RU2700664C2 true RU2700664C2 (en) 2019-09-18

Family

ID=53285299

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014149826A RU2700664C2 (en) 2014-12-09 2014-12-09 Electric machine

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2700664C2 (en)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1053231A1 (en) * 1981-07-23 1983-11-07 Предприятие П/Я В-8708 Thyratron motor
SU1617553A1 (en) * 1989-01-30 1990-12-30 Всесоюзный Научно-Исследовательский Институт Электромашиностроения Sensor of position of electric machine rotor
RU1937U1 (en) * 1994-06-02 1996-03-16 Научно-производственное предприятие "Эметрон" ELECTRIC MACHINE
US5877568A (en) * 1996-05-31 1999-03-02 Emerson Electric Co. Rotor position sensing system
RU2309517C1 (en) * 2006-02-07 2007-10-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный научно-исследовательский институт "Электроприбор" Combined ac electronic inducer-reactive motor
RU2343620C2 (en) * 2007-03-05 2009-01-10 Владимир Юрьевич Пашутин Brushless direct current machine

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1053231A1 (en) * 1981-07-23 1983-11-07 Предприятие П/Я В-8708 Thyratron motor
SU1617553A1 (en) * 1989-01-30 1990-12-30 Всесоюзный Научно-Исследовательский Институт Электромашиностроения Sensor of position of electric machine rotor
RU1937U1 (en) * 1994-06-02 1996-03-16 Научно-производственное предприятие "Эметрон" ELECTRIC MACHINE
US5877568A (en) * 1996-05-31 1999-03-02 Emerson Electric Co. Rotor position sensing system
RU2309517C1 (en) * 2006-02-07 2007-10-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный научно-исследовательский институт "Электроприбор" Combined ac electronic inducer-reactive motor
RU2343620C2 (en) * 2007-03-05 2009-01-10 Владимир Юрьевич Пашутин Brushless direct current machine

Also Published As

Publication number Publication date
RU2014149826A (en) 2015-06-10
RU2014149826A3 (en) 2018-11-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2018068101A (en) Electric motor and armature thereof
US8461736B2 (en) Electric motor for operating a shutter element or solar protection element in a building
RU2700664C2 (en) Electric machine
US20140077649A1 (en) Electric motor
WO2019234967A1 (en) Dynamo-electric machine
CN207053360U (en) Linear drive motor
KR102634200B1 (en) Brush case and motor having the motor
CN107104564A (en) The transverse flux switched reluctance motor of multimode
CN207339603U (en) The transverse flux switched reluctance motor of multimode
RU115130U1 (en) ELECTRIC MACHINE
TWM593110U (en) Hollow coil generator with permanent magnet
KR20170049218A (en) Dynamo for bicycle
EA201301000A1 (en) DC MOTOR ELECTRIC MOTOR
KR20150068102A (en) Motor
CN104506009A (en) Brushless motor
RU131251U1 (en) FAN-REACTIVE ELECTRIC MOTOR
RU2266606C2 (en) Electrical machine
US2467586A (en) Electric motor structure
RU176683U1 (en) Synchronous Jet Machine Rotor
RU136654U1 (en) HIGH SPEED MAGNETOELECTRIC MACHINE
KR20130021008A (en) High-efficiency generators
RU2517172C1 (en) Inductor-type generator
WO2017145313A1 (en) Dynamo-electric machine
WO2021085647A2 (en) Rotating machine equipped with magnets in dual halbach array, method for manufacturing rotating machine, system for cooling drone motor bearing
CN203326755U (en) Novel motor