ВЕНТИЛЬНЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ Российский патент 1996 года по МПК H02K29/00 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при проектировании вентильных электродвигателей торцевого типа, например для лентопротяжных механизмов видеотехники и звукозаписи.

Известен вентильный электродвигатель [1] статор которого представляет собой набор тонкопленочных слоев из изолирующего материала, на поверхности которых методом фотолитографии нанесена токопроводящая структура в виде расположенных по окружности на одинаковом расстоянии друг от друга концентрических спиральных проводников. Плоские спиральные катушки каждого слоя обмотки расположены с шагом, равным шагу полюсов магнита ротора. Пара соседних катушек одного слоя соединена между собой. Через контактные площадки с отверстиями, расположенными внутри катушек выполнено соединение с катушками другого слоя. Причем, аналогичные пары катушек второго слоя сдвинуты относительно катушек первого слоя на одно полюсное деление. Недостатком такой конструкции является большое число межслойных соединений.

Ближайшим по технической сущности и достигаемому результату является вентильный электродвигатель [2] содержащий многополюсный индуктор и многофазный якорь в виде многослойной печатной платы, каждая фаза которого состоит из двух типов печатных слоев с волновыми обмотками, соединенных в группы.

Недостатком такого решения является сложность обеспечения требуемой точности совмещения слоев печатных плат при сборке двигателя, что значительно снижает технологичность его изготовления и ухудшает электромеханические параметры двигателя вследствие электромагнитной несимметрии.

Заявляемое изобретение направлено на решение задачи разработки конструкции вентильного электродвигателя с улучшенными электромеханическими параметрами и высокой технологичностью изготовления.

Предложенный вентильный электродвигатель содержит многополюсный индуктор и многофазный якорь в виде многослойной печатной платы, каждая фаза которого состоит из двух типов печатных слоев с волновыми обмотками, соединенных в группы, причем каждый тип печатных слоев выполнен в виде зеркального отображения относительно другого типа, каждая последующая группа смещена относительно предыдущей на два полюсных деления.

Указанная совокупность признаков приводит к повышению электромеханических параметров двигателя, а также технологичности его изготовления.

Сущность изобретения поясняется фиг.1-5, на которых представлен пример реализации двухфазного вентильного электродвигателя с числом полюсов индуктора 2р=8.

На фиг. 1 представлена предлагаемая машина, общий вид; на фиг.2,3 схема слоев; на фиг.4 сборка слоев в группы; на фиг.5 сборка фазы; на фиг.6 сборка двухфазного статора.

Вентильный электродвигатель содержит многополюсный магнитоэлектрический индуктор, состоящий из 2р=8 полюсного магнита 1, магнитопровода 2, который жестко закреплен на валу 3, магнит 4 с магнитопроводом 5, крепящиеся на валу за счет магнитного тяжения магнита 1. Многофазный якорь, представляющий собой неподвижный статор 6, прижатый к корпусу 7 и крышкой 8, выполнен в виде многослойной печатной платы.

На каждом слое (фиг.2,3) методом фотолитографии выполнена обмотка 9 волнового типа. Причем эта обмотка (фиг.2) размещена на квадратной подложке 10 с четырьмя отверстиями 11 совмещения. Оси 12 зеркального отображения, проходящие через одну из контактных площадок обмотки 9, и центр вращения смещен относительно оси симметрии квадрата 13 на угол α, равный π/4р, где р число пар полюсов индуктора.

Волновая обмотка 14 (фиг.3) является зеркальным отображением обмотки 9 относительно оси 12 каждая фаза обмотки статора набирается из групп слоев. Если необходимо увеличить сечение меди обмотки, то слои одной модификации соединяются параллельно (фиг.4). При этом начала 15 и конец 16 обмотки одного слоя соединяются с началом и концом соответственно обмоток следующих слоев.

Полученные группы слоев различных модификаций соединяют последовательно в пакет (фиг. 5). При этом конец 16 обмотки группы слоев одной модификации соединяют с началом 15 обмотки группы слоев другой модификации. Для этого слои сдвигают друг относительно друга на угол α=2 π/р, где р число пар полюсов магнита. Максимальное число последовательно соединенных групп в пакете n=2р-1.

Начало обмотки первого слоя и конец обмотки последнего слоя пакета являются началом и концом фазы и через дополнительный слой 17 выводятся на периферию, где соединяются с другими фазами.

При необходимости дальнейшего увеличения числа проводников в фазе соединяют последовательно несколько пакетов с помощью дополнительной разводки платы. На дополнительном слое 17 могут быть расположены датчик положения ротора двигателя, например преобразователь Холла и/или обмотки тахогенератора.

Сборка всех слоев печатных плат производится по четырем отверстиям 11 совмещения. Сборка двухфазного статора (фиг.6) осуществляется путем разворота одной из фаз на 180^о относительно оси симметрии квадрата. При этом отверстия 11 совмещения служит для установки статора в двигатель.

Такая конструкция более проста и технологична по сравнению с известными и позволяет обеспечить полную электромагнитную симметрию двигателя, что слушает его электромеханические параметры, в частности, повышает плавность хода. Последнее обстоятельство является наиболее важным при использовании двигателя в электроприводах аудио- и видеотехники.

Использование: в вентильных электродвигателях торцового типа, применяемых для лентопротяжных механизмов видеотехники и звукозаписи. Сущность: вентильный электродвигатель содержит индуктор в виде многополюсного магнита и многофазный якорь в виде многослойной печатной платы, каждая фаза которого состоит из двух типов печатных слоев с волновыми обмотками, соединенными в группы, причем каждый тип печатных слоев выполнен в виде зеркального отображения относительно другого типа, а каждая последующая группа смещена относительно предыдущей на два полюсных деления. В двигателе обеспечиваются повышение электромеханических параметров и технологичность его изготовления. 6 ил.

ВЕНТИЛЬНЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ, содержащий многополюсный индуктор и многофазный якорь в виде многослойной печатной платы, каждая фаза которого составлена из двух типов печатных слоев с волновыми обмотками, соединенными в группы, отличающийся тем, что каждый тип печатных слоев выполнен в виде зеркального отображения относительно другого типа, при этом каждая последующая группа смещена относительно предыдущей на два полюсных деления.