ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ МАШИНА Российский патент 1995 года по МПК H02K19/06 

Изобретение относится к электротехнике, а точнее к однофазным электрическим машинам для бытовой техники, например для пылесосов.

Известен однофазный синхронный реактивный двигатель, содержащий набранный из пластин сердечник статора с обмоткой в виде двух катушек, образующих одинаковые соседние полюса. Ротор, сердечник которого также набран из пластин, вращается внутри статора. Полюса, разделенные на группы, образуют замкнутые магнитопроводы. Магнитопроводы отдельных полюсов ограничены контурами соседних групп (РЖ. Изобретения стран мира. N 13, 1990. Выпуск 132; патент ЕПВ N 0343845, кл. Н 02 К 19/06, 27.05.88).

Недостатком данного двигателя является отсутствие гарантированного пускового момента.

Известен однофазный электродвигатель индукторного типа, возбуждаемый от постоянных магнитов, содержащий зубчатые магнитопроводы безобмоточного ротора и статора, выполненного с полюсами и обмоткой (авт. св. СССР N 465698, кл. Н 02 К 19/06, опублик. 1975).

Недостатком данного двигателя, взятого за прототип, является плохое использование активного объема, так как магнитопровод статора выполнен из двух половинок и имеет дополнительный зубец для фиксации ротора в стартовом положении.

Изобретение направлено на уменьшение габаритов и массы электрической машины.

Для этого в электрической машине с равными зубцовыми делениями, возбуждаемой от постоянных магнитов, содержащей безобмоточный ротор, статор с Y-образным полюсами, зубцы которых соединены перемычкой, и обмотку, расположенную в пазах между полюсами, согласно изобретению постоянные магниты вставлены в пазы полюсов, а перемычки над этими пазами выполнены с переменным сечением, и наиболее узкая ее часть смещена относительно оси паза.

В секторах размещения первых перемычек могут быть выполнены дополнительные перемычки, расположение которых не связывается с осями пазов.

В отличие от прототипа в предлагаемой машине магнитопровод статора выполнен из одной части, магниты размещены в пазах, свободных от обмотки, что позволяет уменьшить габариты магнитопровода статора, а выполнение перемычки, соединяющей зубцы полюса, с переменным сечением уменьшает массу магнитопровода. Кроме того, переменное сечение позволяет обеспечить необходимое по условиям пуска стартовое положение ротора относительно статора за счет смещения оси магнитного потока постоянного магнита.

На чертеже показана электрическая машина, поперечное сечение.

Электрическая машина содержит статор 1 и ротор 2. На статоре расположены катушки 3, которые охватывают полюса 4. Полюса выполнены Y-образной формы в виде двух зубцов 5, 6. Между зубцами 5 и 6 в пазах полюсов 4, свободных от катушек 3 обмотки, размещены постоянные магниты 7. Полярность постоянных магнитов согласована с полярностью полюсов 4. Зубцы 5 и 6 соединены перемычками 8 и 9.

При обесточенной обмотке 3 под действием синхронизирующего момента от постоянных магнитов 7 ротор 2 занимает стартовое положение. В этом положении магнитное сопротивление магнитной системы по отношению к постоянным магнитам является минимальным. За счет переменного сечения перемычки 8 ось магнитного потока постоянного магнита смещена относительно оси паза между зубцами 5 и 6 в положение, в котором обеспечивается пусковой момент машины.

При подаче однополярного импульса тока в обмотку 3 возникают магнитные силы притяжения зубцов ротора к зубцам статора. Под действием вращающего момента ротор начинает вращаться в направлении увеличения сечения перемычки 8. Ток протекает в обмотке 3 до тех пор, пока ротор не достигнет углового положения, в котором ось зубца ротора совпадет с осью зубца статора (это положение показано на чертеже). При дальнейшем вращении ротора за счет накопленной кинетической энергии обмотка 3 должна быть обесточена, пока ось зубца ротора не совпадет с осью паза полюса 4 статора. Следующий импульс тока увеличивает частоту вращения ротора и таким образом двигатель постепенно выходит на заданный режим работы. Такое питание обмотки обеспечивает запуск двигателя и однонаправленное вращение ротора.

Положительный эффект от постоянного магнита, закрепленного в свободном от обмотки пазу, и перемычки переменного сечения, выполненной над магнитом, обусловлен уменьшением габаритных размеров машины и уменьшением ее массы. Перемычка обеспечивает необходимое по условиям запуска смешение оси магнитного потока постоянного магнита в направлении вращения ротора.

Использование: в электротехнике, однофазных электрических машинах для бытовой техники, например для пылесосов. Сущность изобретения: электрическая машина с равными зубчатыми делениями, возбуждаемая от постоянного магнита 7, содержит безобмоточный ротор 2, статор 1 с Y-образными полюсами 4, зубцы 5, 6 которых соединены перемычкой 8, и обмотку 3, расположенную между полюсами 4. Постоянный магнит 7 расположен в пазу полюса 4. Перемычка 8 над пазом выполнена с переменным сечением, изменяющимся от периферии к центру статора 1, а наиболее узкая ее часть смещена относительно оси паза. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ МАШИНА с равными зубцовыми делениями, возбуждаемая от постоянного магнита, содержащая безобмоточный ротор, статор с Y-образными полюсами, зубцы которых соединены перемычкой, и обмотку, расположенную между полюсами, отличающаяся тем, что постоянный магнит расположен в пазу полюса, а перемычка над этим пазом выполнена переменного сечения, изменяющегося от периферии к центру статора, и наиболее узкая ее часть смещена относительно оси паза. 2. Машина по п.1, отличающаяся тем, что в секторе размещения первой перемычки выполнена дополнительная перемычка, расположенная на периферии статора.