РЕАКТИВНЫЙ СИНХРОННЫЙ ДВУХФАЗНЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ Российский патент 1995 года по МПК H02K19/06 H02K37/00 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в дискретном электроприводе.

Известен реактивный синхронный двухфазный электродвигатель, содержащий статор с магнитопроводом в виде двух изолированных друг от друга в магнитном отношении сердечников, расположенных в полости имеющего по крайней мере два симметричных зубца ротора, каждый из сердечников на каждом из концов имеет по наконечнику с обращенным к активной поверхности пассивного ротора зубцом, между наконечниками на каждом из сердечников установлено по обмотке, оси обмоток совмещены с осями сердечников, оси у разных обмоток параллельны (авт.св. СССР N 520672, кл. Н 02 К 19/02, 1973).

Целью изобретения является повышение использования пространства внутри ротора за счет повышения его заполнения активными материалами с одновременным расширением функциональных возможностей.

На фиг.1 представлен предлагаемый двигатель; на фиг.2 - то же, вид слева; на фиг. 3 - то же, вид справа; на фиг. 4 - принцип действия двигателя согласно фиг. 1 - 3; на фиг. 5 - схема включения для варианта с реверсированием; на фиг.6 и 7 - схемы включения для вариантов с дистанционным реверсированием за счет изменения полярности импульсов переменного тока.

В цилиндрическом корпусе 1, который изготовлен из немагнитного материала, на оси вращения 2 установлен полый ферромагнитный ротор, например, из двух идентичных частей 3 и 4, каждая из которых имеет диаметрально расположенные симметричные зубцы 5 и 6 полукруглой формы и установлена по отношению к другой части на общей диаметральной оси симметрии ротора. Внутри ротора расположены два идентичных сердечника 7 и 8 магнитопровода статора, изолированных друг от друга в магнитном отношении, с обмотками 9 и 10 управления. Оси сердечников 7 и 8 параллельны и расположены симметрично относительно оси вращения ротора.

Каждый из сердечников 7 и 8 на каждом из концов имеет по полюсному наконечнику 11,12 и 13,14 соответственно с обращенным к активной поверхности ротора зубцом, причем центральный угол между серединами полюсных наконечников 12 и 14 или 11 и 13 в соответствии с числом зубцов ротора составляет 2 π/3. По окружности ротора, по существу, выполнен один зубец, поскольку его зубцы 5 и 6 размещены по коаксиальным друг другу поверхностям, следовательно, середины полюсных дуг, установленных на концах разных сердечников 7 и 8 полюсных наконечников, развернуты на 1/3 зубцового деления ротора относительно друг друга и оси симметрии роторных зубцов. Корпус 1 и немагнитная крышка 15 могут быть снабжены, например, колонками 16 и 17, с помощью которых жестко закрепляются полюсные наконечники.

Обмотки 9 и 10 размещены каждая на своем сердечнике 7 и 8 между его наконечниками. Зубцы одного наконечника каждого из сердечников обращены к одному из зубцов ротора, а зубцы другого наконечника каждого из сердечников обращены к другому зубцу того же ротора. Ротор выполнен симметричным в аксиальном направлении с двумя полостями. В каждой из полостей между внешним 5 и внутренним 6 полукруглыми зубцами ротора размещено по сердечнику 7 и 8. Сердечник 8 установлен на торце немагнитного корпуса 1, а сердечник 7 - на торце немагнитной крышки 15.

Двигатель работает следующим образом.

При отсутствии тока в обмотках 9 и 10 статор устанавливают (например, в настенных электрочасах) в положение, при котором ось симметрии роторных зубцов ориентирована в направлении сил гравитации (фиг.4а). При подаче напряжения в одну из обмоток, например обмотку 9, в сердечнике 8 возникает магнитный поток, благодаря которому на ротор начинает действовать вращающий момент, стремящийся повернуть его таким образом, чтобы его зубцы заняли положение, соответствующее максимальной проводимости магнитной цепи для данного потока, т.е. чтобы зубцы 5 и 6 части 4 ротора (фиг.4а слева) повернулись по направлению наконечников 13 и 14 (т.е. к положению согласно фиг. 4б) под действием реактивного момента, обусловленного обмоткой 9 на сердечнике 8.

Если после этого напряжение поступает в обмотку 10 (фиг.4б справа), то зубцы 5 и 6 части 3 ротора поворачиваются в направлении наконечников 11 и 12 и занимают положение согласно фиг.4в. По окончании импульса электрического тока зубцы ротора доворачиваются до исходного положения под действием момента, обусловленного силами гравитации (фиг.4в), завершая, таким образом, шаг, равный 2 π .

Высокие энергетические показатели предлагаемого двигателя обусловлены компактностью магнитной системы, позволяющей использовать пространство внутри ротора с высоким коэффициентом заполнения активными материалами.

Стабильность величины шага обусловлена уже самой его величиной (дугой окружности). Направление вращения выходного вала зависит от того, в какую из обмоток импульс управления поступит раньше.

Двигатель способен функционировать и в качестве реверсивного синхронного, например, при соединении согласно фиг.5. В этом случае направление вращения зависит от того, как включен конденсатор.

При соответствующей схеме включения возможно обеспечить вращение в одну сторону при поступлении импульсов одной полярности и вращение в другую сторону при поступлении импульсов другой полярности.

Использование: в дискретном электроприводе. Сущность изобретения: реактивный синхронный электродвигатель содержит статор с обмотками, расположенными на изолированных в магнитном отношении сердечниках, и зубчатый ротор. Оси сердечников параллельны и расположены симметрично относительно оси вращения ротора, середины полюсных дуг, установленных на концах разных сердечников полюсных наконечников, развернуты на 1/3 зубцового деления ротора относительно друг друга и оси симметрии роторных зубцов. Направление вращения ротора зависит от того, в какую из обмоток импульс управления поступит раньше. 7 ил.

РЕАКТИВНЫЙ СИНХРОННЫЙ ДВУХФАЗНЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ, содержащий статор с магнитопроводом в виде двух изолированных друг от друга в магнитном отношении сердечников, расположенных в полости имеющего по крайней мере два симметричных зубца ротора, каждый сердечник на каждом конце имеет по наконечнику с обращенным к активной поверхности пассивного ротора зубцом, между наконечниками на каждом сердечнике установлено по обмотке, оси обмоток совмещены с осями сердечников, оси разных обмоток параллельны, отличающийся тем, что, с целью повышения использования пространства внутри ротора за счет повышения его заполнения активными материалами с одновременным расширением функциональных возможностей, зубцы ротора выполнены полукруглой формы и установлены по отношению друг к другу на общей диаметральной оси симметрии ротора, зубцы ротора размещены по коаксиальным одна к другой поверхностям, оси сердечников обмоток расположены в параллельных плоскостях, середины полюсных дуг, установленных на концах разных сердечников полюсных наконечников, развернуты на 1/3 зубцового деления ротора относительно одна другой и относительно оси симметрии роторных зубцов, зубцы одного наконечника каждого сердечника обращены к одному зубцу ротора, а зубцы другого наконечника каждого сердечника обращены к другому зубцу того же ротора, ротор выполнен симметричным в аксиальном направлении с двумя полостями, в каждой полости размещено между внешним и внутренним полукруглыми зубцами ротора по сердечнику обмотки, один сердечник с наконечниками установлен на торце полого немагнитного корпуса, а другой - соответственно на торце немагнитной крышки.