SU1418807A1 - Физическа модель электрической машины - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к моделированию , а именно к физическим модел м электрических машин, и может быть использовано дл  исследовани  конфигурации магнитопровода статора на выходные характеристики электрической машины с целью оптимизации геометрии магнитопровода. Модель может быть также использована в часовой промьгашенности при разработке перспективных конструкций часов с шаговым электроприводом, а также как элемент системы автоматического проектировани  и как учебное пособие. Целью изобретени   вл етс  расширение области применени  путем моделировани  шаговых электродвигателей кварцевых часов. Модель содержит корпус 1, плату 2, на которой размещены ротор 3, неподвижный магнитопровод 4 статора, катушку возбуждени  5, плату 6, на которой устанавливаютс  подвижные стержни 7 и 8 с укрепленными на них элементами 9 и 10 магнитопровода статора. 9 ил. i сл

Description

00 00

Изобретение относитс  к моделиро- панию, а именно к физическим модел м электрических машин, и может быть использовано дл  исследовани  вли ни  конфигурации магнитопровода статора на выходные характеристики электрической машины с целью оптимизации геометрии магнитопровода. Модель может быть также использована в часовой промьшшенности при разработке перспективных конструкций крупногабаритных электронно-механических часов с шаговым электроприводом, в том числе реверсивным, а также элемент системы автоматического проектировани  и как учебное пособие.

Целью изобретени   вл етс  расширение области применени  путем моделировани  шаговых электродвигателей кварцевых часов.

На фиг.1 изображена физическа  модель реверсивного шагового электродвигател  со сменными элементами фиксации; на фиг.2 - физическа  модель шагового электродвигател  со сменными полюсами статора; на фиг.З и 4 -вариант с насьщающимис  перемычками; на

Выходные параметры моделируемого двигател  - моментна  характеристика , направление вращени , характер движени  ротора 3 и др. завис т от конфигурации полюсов магнитопровода 4 статора, конфигурации и положени 

фиг.5-7 - вариант с наконечниками;

на фиг. 8 и 9 - вариант с несимметрич-30элементов магнитопровода 9 и 10.

ным магнитопроводом.Когда оба наконечника 9 и 10 опуФизическа  модель электрическойщены и размещены под углом в плоскосмашины (фиг.1) содержит корпус 1,ти вращени  ротора 3 (фиг.5-7) они

плату 2, на которой размещены ротор

создают пусковой момент в направле

3 и неподвижный магнитопровод 4 ста- 35 ° часовой стрелке (фиг.6) или тора, катушку 5 возбуждени , плату 6, на которой установлены подвижные стержни 7 и 8 с укрепленными на них элементами 9 и 10 магнитопровода статора. Плата 6 прикреплена к плате 2 с помощью стоек 11. Стержни 7 и 8 с помощью втулок 12 имеют возможность фиксированной установки на различной высоте.

В другом варианте конструктивного выполнени  (фиг.2) магнитопровод статора состоит из двух частей 13 и 14, кажда  из которых прикреплена к соответствун цему стержню 7 и В.

В третьем варианте (фиг.З и 4) на нижней плате 2 укреплен неподвижный магнитопровод 4 из магнитом гкого материала и сердечник 15 из магнитного материала с обмоткой 5 управлени . Магнитопровод 4 и сердечник 15 соединены плоскост ми их концов, образу  замкнутую магнитную цепь. Магнитопровод 4 содержит две насыщающиес  перемычки 16 и 17 и кругпротив (фиг.7).

Усилие, удерживающее ротор 3 в положении, определ емым наконечника

40 ми 9 и 10, характеризуетс  фиксирую щим моментом. Уменьшение размеров или удалени  наконечников 9 и 10 от ротора 3 вызывает снижение напр жени  пуска модели шагового двигател 

45 и его энергопотреблени , но одновре менно уменьшаетс  и его нагрузочна  способность. Оптимальное соотношени может быть подобрано на М9дели в за висимости от условий нагрузки реаль ного двигател .

В варианте (фиг.2), измен   конф гурацию и расположение частей 13 и 14 магнитопровода статора, укреплен ных на подвижных стержн х 7 и 8, мо

55 но имитировать различные формы полю сов статора, измен   тем самым магнитное поле в зазоре двигател  и е выходные парамечры, формировать оптимальную геометрию магнитопровода

50

5

лее отверстие, в котором размещен ротор 3.

В четвертом варианте (фиг.8 и 9) с подвижные части 13 и 14 магнитопровода статора имеют выступы 16 и 17, взаимодействующие с сердечником 18. Положение частей 13 и 17 фиксируетс  плоскими пружинами 19 и 20.

0 Физическа  модель работает следующим образом.

При подаче напр жени  на катушку 5 возбуждени  (фиг.1) ротор 3 поворачиваетс  вокруг своей оси под воз5 действием магнитного пол , создаваемого в зазоре между ротором 3 и полюсами магнитопровода 4 статора. При опущенном элементе магнитопровода 9 и подн том элементе 10 ротор 3 поворачиваетс  в направлении против часовой стрелки, при опущенном элементе магнитопровода 10 и подн том элементе 9 - против часовой стрелки.

Выходные параметры моделируемого двигател  - моментна  характеристика , направление вращени , характер движени  ротора 3 и др. завис т от конфигурации полюсов магнитопровода 4 статора, конфигурации и положени 

0

создают пусковой момент в направле ° часовой стрелке (фиг.6) или

против (фиг.7).

Усилие, удерживающее ротор 3 в положении, определ емым наконечниками 9 и 10, характеризуетс  фиксирующим моментом. Уменьшение размеров или удалени  наконечников 9 и 10 от ротора 3 вызывает снижение напр жени  пуска модели шагового двигател 

и его энергопотреблени , но одновременно уменьшаетс  и его нагрузочна  способность. Оптимальное соотношение может быть подобрано на М9дели в зависимости от условий нагрузки реального двигател .

В варианте (фиг.2), измен   конфигурацию и расположение частей 13 и 14 магнитопровода статора, укрепленных на подвижных стержн х 7 и 8, можно имитировать различные формы полюсов статора, измен   тем самым магнитное поле в зазоре двигател  и его выходные парамечры, формировать оптимальную геометрию магнитопровода

статора в зарисимости от требований, предъ вл емых в каждом комкретном случае. Например, при расположеш1и частей 13 и 17 (фиг, 9) ф1 ксирующий момент создаетс  за счет неравномерности зазора между ротором 3 и част ми (полюсами) 13 и 14 магнитопровода При перемещении частей 13 и 14 полюсы их выступов 16 и 17 скольз т по плоскост м концов сердечника 18. Изменение относительного перепада зазора вызывает изменение выходных параметров модели аналогично предыдущему примеру.

В варианте (фиг.4 и 5) насыщенные малым магнитным потоком обмотки 5 перемычки 16 и 17 обладают болт,шим магнитным сопротивлением и дел т маг нитопровод на два полюса. Двигатель управл етс  импульсами чередующейс  пол рности. Направление вращени  ротора в случае круглого отверсти  в магнитопроводе  вл етс  неопределенным .

Изменение положени  элементов магнитопровода статора осуществл етс  изменением количества, перестановкой стержней 7 и 8 в плоскости платы 6 и по высоте. Перемещение стержней 7 и 8 может быть автоматизировано с помощью установки их на подвижные

.

418807

части плоских линейных и ;шнейно-г1О- воротных приводов.

Положительный эффект от использо- вани  модели позвол ет снизить расходы на изготовление макетных образцов разрабатываемых шаговых двигателей .

Нагл дность модели позвол ет ис- 10 пользовать ее как учебное пособие.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Физическа  модель электрической машины, содержаща  корпус, ротор и

   статор с плоским магнитопроводом, стержн ми дл  его установки и катушкой возбуждени , отличающа - с   тем, что, с целью расширени  области применени  путем моделироваНИН шаговых электродвигателей кварце вых часов, она снабжена 1глатами, одна из которых закреплена на дорпусе, а друга  - с зазором параллельно ей, ротор размещен на первой плате, а

   магнитопровод выполнен по меньшей мере из двух частей, размещенных пара .ьтельно первой плате, при этом стержни закреплены одними концами на второй плате с возможностью вертикального и горизонтального перемещени  , а на других концах стержней закреплены части магнитопровода.

   фиг.

   -Ь

   /О

   Фиг. 7

   Фиг. 5

   Фиг.6

   ФиА.8

   Фиг.9