SU741382A1 - Электродвигатель посто нного тока - Google Patents

Description

Изобретение относится к электрическим машинам, в частности к области микроэлектродвигателей постоянного тока с полыми немагнитными якорями и > коммутаторами на герконах.

Изобретение может быть использовано в электроприводах систем автоматики.

Известны коллекторные микроэлектродвигатели постоянного тока с полыми, немагнитными якорями. Эти электродвигатели обладают рядом преимуществ перед другими типами микромашин, однако наличие в их конструкции щеточно-коллекторного узла ограничивает возможности'широкого применения^- этих мдкромашин.

Известен бесколлекторный микроэлектродвигатель с коммутаторами на гер• конах [1] .

Этот микроэлектродвигатель постоянного тока с коммутатором на герконах состоит из якоря, индуктора и коммутатора, расположенного в корпусе электродвигателя рядом с машинной частью. · Коммутатор состоит из блока контактов и индуктора с постоянными магнитами. Продольные оси герконов и магнитов к полному объему машиединичной потребляемой Объем, занимаемый особенно в малых длиной якоря 15-30 мм коммутатора такого типа расположены параллельно валу машины.

Недостатками такого электродвигателя являются его большая осевая дли|на и невысокий коэффициент использования объема (отношение максимального момента ны при . . мощности)

Коммутатором, машинах с ij—jv мм, соизмерим, а иногда превышает объем машинной части электродвигателей.

Известны также бесколлекторные электродвигатели с совмещенными в одном блоке якорем и герконами [2]. Они имеют по сравнению с электродвигателями с отдельным коммутатором меньшие осевые размеры, но Обладают худшими энергетическими характеристиками изза полностью неустранимого влияния тока якоря на работу герконов.

Эти, а также другие известные конструкции электродвигателей с коммутаторами на герконах [3] не позволяют осуществить удобную компоновку или хорошую совместимость с машинной частью двигателей с полым якорем и обе.с3 печить высокое использование объема этих машин.

Целью изобретения являются увеличение степени использования объема и улучшение характеристик электродвигателей постоянного тока с коммутатором на герконах.

Поставленная цель достигается тем, что якорь электродвигателя выполнен в виде двух, вставленных одно в другое и связанных торцовой стенкой, диэлектрических колец, в одном из которых закреплена обмотка якоря, в другом герконы коммутатора, а ярмо индуктора и магниты коммутатора установлены друг под другом с двух сторон немагнитной втулки индуктора в зазоре между кольцами якоря.

На фиг. .1 приведена конструктивная схема электродвигателя с внутренним индуктором; на фиг. 2 — конструктивная схема электродвигателя с наружным индуктором.

Электродвигатель состоит из двух активных узлов: якоря и индуктора.

Якорь состоит из корпуса 1, выполненного из двух вставленных одно в другое и связанных торцовой стенкой колец из диэлектрического материала, в одном из которых закреплена обмотка 2 якоря, в другом — герконы 3 коммутатора . Корпус якоря может быть выполнен либо в виде каркаса с пазами для обмотки и герконов, либо иметь бескаркасное исполнение. В последнем случае обмотка и герконы закрепляются, например, посредством заливки эпоксидным составом.

Индуктор состоит из немагнитной втулки 4, в которой закреплены постоянные магниты 5 машины, ярмо 6 и магниты 7 коммутатора.

Предлагаемый электродвигатель работает следующим образом.

В исходном положении часть секций обмотки подключена к зажимам электродвигателя герконами, расположенными вблизи магнитов коммутатора. При подключении электродвигателя к источнику питания по этим секциям обмотки протекает ток, который, взаимодей ствуя с магнитным полем индуктора, создает момент на валу машины. Ротор поворачивается под действием этого момента. При повороте ротора момент уменьшается, однако повернувшиеся вместе с ротором магниты коммутатора переключают соответствующие герконы, и ооь магнитодвижущей силы якоря меняет свое, направление в пространстве.

. При этом момент вновь увеличивается и ротор .продолжает движение в ту же сторону. При вращении ротора контак ты периодически с частотой вращения переключаются, обеспечивая синхронное с индуктором вращение оси магнитодвижущей силы обмотки и постоянный вращающийся момент на валу машины, Использование изобретения позволит обеспечить высокое использование объема и уменьшить осевую длину машины. Кроме того, как видно на фиг. 1 и 2, активные узлы электродвигателя имеют наиболее благоприятное расположение - магнитная система коммутатора надежно защищена от потоков рассеяния якоря и индуктора магнитно—мягким ярмом.В предлагаемом двигателе ярмо индуктора совмещает Функции замыкающего магнитную цепь машины магнитопровода и магнитного экрана коммутатора и надежно защищает коммутатор от внешних магнитных полей. Благодаря этому обеспечиваются высокая точность работы коммутатора в любых режимах работы двигателя, что, в свою очередь, обеспечивает улучшение характеристик двигателя (уменьшается нелинейность зависимости момента от тока, повышаются условия коммутации и т. д.). Предлагаемая конструкция особенно выгодна для построения датчиков момента постоянного тока, имеющих плоскую конструкцию с _ большим внутренним диаметром, где требуется обеспечить высокое использование объема, занимаемого машиной при небольшой осевой длине и малой постоянной времени.

Claims (3)

1. Изобретение относитс  к электричес ким машинам, в частности к области микроэлектродвигателей посто нного тока с полыми немагнитными  кор ми и t коммутаторами на герконах. Изобретение может быть использовано в электроприводах систем автоматики . Известны коллекторные микроэлектро двигатели посто нного тока с полыми, немагнитными  кор ми. Эти электродвигатели обладают р дом преимуществ перед другими типами микромашин, однако наличие конструкции щеточно-коллекторного узла ограничивает возможностиширо1 ого применени  этих мцкромашин. Известен бе с коллекторный микроэлёк тродвигатель с коммутаторами на герконах 1. Этот микроэлектродвигатель посто н ного тока с коммутатором на герконах состоит из  кор , индуктора и KOMMyTa тора, расположенного в корпусе электродвигател  р дом с Мсипинной частью. Коммутатор состоит из блока контактов и ин-дуктора с посто нными магнитами. Продольные оси герконов и магнитов коммутатора такого типа расположены параллельно валу машины. Недостатками такого электродвига ,тел   вл ютс  его больша  осева  дли|на и невысокий коэффициент использо;вани  объема (отношение максимального момента к полному объему машины при единичной потребл емой мощности) . Объем, занимаемой коммутатором, особенно в малых машинах с длиной  кор  15-30 мм, соизмерим, а иногда превышает объем машинной части электродвигателей. Известны также бесколлекторные электродвигатели с совмещенными в одном блоке  корем и герконами 2. Они имеют по сравнению с электродвигател ми с отдельным коммутатором меньшие осевые размеры, но Обладают худшими энергетическими характеристиками изза полностью неустранимого вли ни  тока  кор  на работу герконов. Эти, а также другие известные конструкции электродвигателей с коммутаторами на герконах 3 не позвол ют осуществить удобную компоновку или хорошую совместимость с машинной частью двигателей с полым  корем и обеспечить высокое использование объема э ти X маши н, Целью изобретени   вл ютс  увеличение степени использовани  объема и улучшение характеристик электродвига телей посто нного тока с коммутатором на герконах. Поставленна  цель достигаетс  тем что  корь электродвигател  выполнен в виде двух, вставленных одно в друг и св занных торцовой стенкой, диэлек трических колец, в одном из которых э крегшена обмотка  кор , в другом герконы коммутатора, а  рмо индуктор и магниты коммутатора установлены друг под другом с двух сторон не{чагнитной втулки индуктора в зазоре между кольцами  кор . На фиг..1 приведена конструктивна схема электродвигател  с внутренним индуктором; на фиг. 2 - конструктивна  схема электродвигател  с наружным индуктором. Электродвигатель состоит из двух активных узлов:  кор  и индуктора. Якорь состоит из корпуса 1, выпол ненного из двух вставленных одно в другое и св занных торцовой стенкой колец из диэлектрического материала, в одном из которых закреплена обмотка 2  кор , в другом - герконы 3 ком мутатора . Корпус  кор  может быть выполнен либо в виде каркаса с пазами дл  обмотки н герконов, либо имет бескаркасное исполнение. В последнем случае обмотка и герконы закрепл ютс , например, посредством заливки эпоксидным составом. Индуктор состоит из немагнитной .втулки 4, в которой закреплены посто нные магниты 5 машины,  рмо 6 и магниты 7 коммутатора. Предлагаемый электродвигатель работает следующим .образом. В исходном положении часть секций обмотки подключена к зажимам электро двигател  герконами, расположенными вблизи магнитов коммутатора. При под ключении электродвигател  к источнику питани  по этим секци м обмотки протекает ток, который, взаимодейству  с магнитным полем индуктора, создает момент на валу машины. Ротор поворачиваетс  под действием этого момента. При повороте ротора момент уменьшаетс , однако повернувшиес  вместе с ротором магниты коммутатора переключают соответствующие герконы, и .магнитодвижущей силы  кор  мен ет свое, направление в пространстве При этом момент вновь увеличиваетс  и ротор .продолжает движение в ту же сторону. При вращении ротора контакты периодически с частотой вращени  переключаютс , обеспечива  синхронное с индуктором вращение оси магнитодвижущей силы обмотки и посто нный вращающийс  момент на валу машины. Использование изобретени  позволит обеспечить высокое использование объема и уменьшить осевую длину машины . Кроме того, как видно на фиг. 1 и 2, активные узлы электродвигател  имеют наиболее благопри тное расположение - магнитна  система коммутатора надежно защищена от потоков рассе ни   кор  и индуктора магнитно-м гким  рмом.в предлагаемом двигателе  рмо индуктора совмещает функции замыкающего магнитную цепь машины магнитопровода и магнитного экрана коммутатора и надежно защищает коммутатор от внешних магнитных полей . Благодар  этому обеспечиваютс  высока  точность работы коммутатора в любых режимах работы двигател , что, в свою очередь, обеспечивает улучшение характеристик двигател  (уменьшаетс  нелинейность зависимости момента от тока, повышаютс  услови  коммутации и т. д.). Предлагаема  конструкци  особенно выгодна дл  построени  датчиков момента посто нного тока , имеющих плоскую конструкцию с большим внутренним диаметром, где требуетс  обеспечить высокое использование объема, занимаемого машиной при небольшой осевой длине и малой посто нной времени. Формула изобретени  Электродвигатель посто нного тока, состо щий из  кор  и индуктора, на немагнитной втулке которого установлены  рмо, посто нные магниты и магниты коммутатора на герконах, отличающийс  тем, что, с целью увеличени  степени использовани  объема и улучшени  характеристик электродвигател ,  корь электродвигател  выполнен в виде двух, вставленных одно в друго и св занных торцовой стенкой, диэлект рических колец, в одном из которых закреплена обмотка  кор , в другом герконы коммутатора, а  рмо индуктора и магниты коммутатора установлены друг под другом с дв.ух сторон немагнитной втулки индуктора в зазоре между кольцами  кор . Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 195542, кл. Н 02 К 23/00, 1967.
2. 2.Авторское свидетельство СССР № 208809, кл. Н 02 К 23/00, 1968.
3. 3.Авторское свидетельство СССР № 237966, кл. Н 02 К 23/00, 1969.