SU1072199A1 - Моментный электрический двигатель - Google Patents

Abstract

МОМЕНТНЫЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ДВИГАТЕЛЬ , содержащий кольцевой магни- . топровод, внутри которого размещен индуктор, выполненный из радиально намагниченного, посто нного магнита, установленного на магнитопровод щем валу, обмотку управлени , охватывающую магнитопровод, и дополнительный магнитопровод, расположенный соосно с кольцевым магнитопроводом, о тл и ч а ю щ и и с   тем, что, с целью увеличени  энергетических показателей и повышени  надежности, кольцевой магнитопровод выполнен с пазами , в которых размещена обмотка управлени , и закреплен неподвижно на индукторе, а на дополнительном магнитопроводе со стороны,, обращенной к кольцевому .магнитопроводу, вы- полнены выступы.S го со

Description

Изобретение относитс  к электрическим машинам, преимущественно к моментным электродвигател м посто нного тока с ограниченным углом поворота , и может быть использовано в системах автоматики, сканирующих и , корректирующих устройствах, в качестве электромеханических датчиков, в приборостроении и т.д.

Известен моментный электрический двигатель с ограни хенным углом поворота , состо щий из магнитопровода, индуктора, который представл ет собой посто нный . магнит,, одним полюсом закрепленный к магнитопроводу, а на другом полюсе расположен цилинд рический стальной полюс. Стальной полюс и магнитопровод совместно образуют равномерный воздушный зазор, в котором помещаетс  обмотка управлени  П.

Однако обмотка управлени  двигател  расположена между индуктором и магнитопроводом, механически не св зана ни с одним из них, поэтому дл  ее удержани  в воздушном зазоре необходимо специальное устройство, значительно усложн ющее конструкцию машины и технологию ее изготовлени . Кроме этого, относительно обмотки управлени  конструкци  двигател  име ет два технологических зазора - со стороны индуктора и со стороны магнитопровода , что снижает :-нергетические показатели, увеличивает расход материала и объем всей машины, I Известен также моментный электрический двигатель с ограниченным угло поворота. Конструкци  данного двигател  состоит из цилиндрического радиально-намагниченного посто нного магнита, который охвачен кольцевым магнитопроводом. Между индуктором и магнитопроводом имеетс  воздушный зазор, в котором размещена обмотка управлени . Одной стороной обмотка закреплена к индуктору и охватывает кольцевой магнитопровод. Дл  того, чтобы магнитна  цепь была замкнута, рал двигател , на котором крепитс  индуктор с обмоткой управлени , выполнен из магнитного материала, а по торцам двигател  размещены дополнительные магнитопроводы, жестко св занные с основным кольцевым магнитопроводом . Конструкци  двигател  позвол ет значительно повысить энергети ческие показатели и надежность, .увеличить угол поворота 2,

Однако обмотка управлени , расположенна  в пространстве между индуктором и кольцевым магнитопроводом,. совместно с тег нологическим зазором между обмоткой и магнитопроводом составл ют значительный по величине немагнитный зазор, что в большей степени снижает энергетические показател машины,увеличивает ее габариты и вес.

Кольцевой магнитопровод, относительно которого перемещаетс  обмотка управлени , жестко св зана с дополнительным магнитопроводом, что не исключает удара обмотки управлени  о дополнительный магнитопровод и может привести к ее повреждению, снижает надежность машины.

Как oтмeчaлocь обмотка управлени  охватывает кольцевой магнитопровод и перемещаетс  относительно него, следовательно, между катушкой и магнитопроводом долженбыть минимально допустимый воздушный зазор, а этого можно достичь, производ  намотку обмотки управлени  в собранном состо нии машины, что значительно усложн ет технологию ее изготовлени .

Цель изобретени  - увеличение энергетических показателей и повышение надежности моментного электрического двигател  с ограниченным углом поворота.

Поставленна  цель достигаетс  тем что в двигателе, содержащем кольцевой магнитопровод, внутри которого размещен индуктор, выполненный из радиально намагниченного посто нного магнита, установленного на магнитопровод щем валу, кольцевой магнитопровод .выполнен с пазами, в которых размещена обмотка управлени , и закреплен неподвижно на индукторе, а на дополнительном магнитопроводе со стороны, обращенной к кольцевому магнитопроводу, выполнены выступы.

На фиг, 1 изображен предлагаемый моментный электрический двигатель; на фиг, 2 - сечение А-А на фиг, 1.

Рассмотрим конструкцию и принцип действи  двигател  с одной обмоткой управлени , одним выступом на дополнительном магнитопроводе и одним пазом на кольцевом магнитопроводе. Практически выступов и пазов может быть несколько, однако при этом будет уменьшатьс  угол поворота двигател ,

Моментный электродвигатель содержит обмотку 1 управлени , котора  уложена в паз 2 кольцевого магнитопровода 3, Паз 2 кольцевого магнитопровода 3 может быть любойформы и об зательно выполнен со стороны выступа . 4 и внутренней части магнитопровода 3, Именно этим достигаетс  положительный эффект, С двух других сторон выполнение паза не об зательно , это зависит от условий насыщени  магнитопровода 3 и от внешних размеров двигател , В нашем примере паз выполнен только с двух сторон, причем паз пр моугольного сечени . Витки обмотки 1 управлени  укладываютс  в паз 2, охватыва  магнитопровод 3.

Кольцевой магнитопровод 3 внутренней еврей поверхностью, не зан той пазом 2, напрессовываетс  на индуктор 5, представл ющий собой цилиндрический радиально намагнич.енный посто нный магнит. Обмотка 1 управлени , кольцевой магнитопровод 3 и цилиндрический магнит (индуктор) . 5 креп тс  навалу б, изготовленном из магнитного материала. Вал 6 консольцо установлен в подшипниках 7, размещенных в ступице 8.В ступицу 8 впрессован дополнительный магнитопровод 9с выступом 4. Конструкци  двигател . имеет два возд5Л11ных зазора меходу кольцевым магнитопроводом 3 и -выступом 4 дополнительного магнитопровода 9 (с) и между дополнительным магнитопроводом 9 и валом 6 (с) . При работе двигател  обмотка 1 управлени с магнитопроводом 3, индуктором 5 и валом б могут поворачиватьс  относительно дополнительного магнитопроврда 9 и ступицы 8..

Принцип работы машины рассматрива етс  в генераторном режиме.

Магнитный поток создаетс  индуктором 5 и, исход  из внешней его части , входит по всей длине окружности в кольцевой магнитопровод 3. Причем (фиг. 2) в теле магнитопровода 3 в точке- О магнитный поток равен нулю, т.е. это есть точка раздела всего, потока , создаваемого индуктором, на два потока, направленных отнфсительно точки О в разные сторо..ины потока в теле магнитопрово 1а 3 по мере приближени  к-выступу 4 дополнительного магиитопровода 9 увеличиваютс . Причем поток будетt равномерно увеличиватьс  до точек М; К выступа 4. В зоне выступа 4 поток войдет в воздушный зазор о . Следует отметить, что в зоне воздушного зазора 0, в точке О он будет равен нулю. Дальше по выступу 4, дополнительному магнитопроводу 9, воздушному зазору и валу 6 магнитна  .цепь замкнетс .

В конструкции двигател  активной частью витка  вл етс  вс  его длина. Поэтому, если к обмотке управлени  приложить посто нное напр жение, то магнитопровод 9 с выступом 4 придет во вращение, и наоборот, если оставить без движений магнитопровод 9 с выступом 4, тогда.будет вращатьсй обмотка 1, магнитопровод 3, индуктор 5 и вал б. Изменение направлени  вращени  можно производить изменением пол рности Ьитани  обмотки управлени . . .

В предлагаемом устройстве по сравнению с известными в св зи с тем, что обмотка управлени  вынесена из : рабочего зазора, значительно уменьшилс  немагнитный зазор.

Если в известном устройстве общий немагнитный зазор складываетс  из трех зазоров

fnM- -,

где Л) - йазор между об,иоткой и коль цевым магнитопроводом (это технологический зазор, величина .которого может быть равна 0,15-0,25 мм); - зазор между дополнительным магнитопроводом и валом (его величина из технологических соображений может, приниматьс  равной также 0,15-0,25 мм);

- зазор, создаваемый обмоткой управлени , он также немаг .нитный, так как обычно об . мотка выполн етс  из немагнитного материала (этот зазор определ етс  количеством витков и диаметром провода обмотки и имеет величину до нескольких миллиметров , т.е. значительно больше с5 + dj ),

то в предлагаемом устройстве величина немагнитного зазора будет равна

2На практике этот зазор может быть равен 0,3-0,5 мм. т.е. величина немагнитного зазора уменьшаетс  на величину , занимаемую обмоткой управлени .

Падение магнитодвижущей силы в воздушном зазоре определ етс  (вА) выражением

(

где о магнитна  проницаемость

воздуха, Г/м;

В( - индукци  в воздушном зазоре , Тл;

- величина немагнитного, зазора , м.

Чем меньше зазор, тем меньше будет падение, м.д.с. и вьцие поток в воздушном зазоре. Следовательно, предлагаемое устройство позвол ет значительно увеличить магнитный поток , значит и бращающий момент, и повысить энергетические показатели машины.

Кольцевой магнитопровод, на котором расположена обмотка управлени , разделен с дополнительным магнитопроводом в области выступа воздушным зазором, что -полностью исключает при работе сопри основение обмотки управлени  с вращающимис  част ми, повышает надежность машины.

Если в известном устройстве обмотка управлени  по всему периметру кольцевог9 магнитопровода должна иметь воздушный зазор, так как они перемещаютс  относительно друг дру-т га, то в предлагаемом устройстве обмотка плотно без зазора наматываетс  в пазы кольцевого магнитопровода.

fljpK eM уложить оЬмотку можно в раэрбран см Ьосто нии машины без применений сложной оснастки, на намоточHCiM станке, на котором производ т

HelMOTKy ТОРОИДОВ. ВСв ЭТО ЗНаЧИТвЛЬ

но уйроадает технологию изготовлени  машины, уменьшает трудоемкость ее изготовлени . . .

Claims (1)

1. МОМЕНТНЫЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ДВИГАТЕЛЬ, содержащий кольцевой магни- . топровод, внутри которого размещен индуктор, выполненный из радиально намагниченного, постоянного магнита, установленного на магнитопроводящем валу, обмотку управления, охватывающую магнитопровод, и дополнительный магнитопровод, расположенный соосно с кольцевым магнитопроводом, о тл и ч а ю щ. и й с я тем, что, с целью увеличения энергетических показателей и повышения надежности, кольцевой магнит.опровод выполнен с пазами,? в которых размещена обмотка управления, и закреплен неподвижно на индукторе, а на дополнительном магнитопроводе со стороны,, обращенной к кольцевому магнитопроводу, вы.полнены выступы. §

   SU„, 1072199