ВЕНТИЛЬНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ Российский патент 1996 года по МПК H02K21/12 

Изобретение относится к области приборостроения и электротехники и может быть использовано в стоматологии и при проведении граверных работ в качестве привода для режущего инструмента (фрез, боров, шарошек и т.п.).

В настоящее время известные приводы на базе вентильных двигателей, применяемые в стоматологии и в граверных работах, обладают существенным недостатком, а именно, сравнительно большими габаритами (а следовательно, и весом) и пониженной технологичностью в изготовлении, что в конечном итоге ухудшает удобство их эксплуатации и удорожает производство (привод разработанный на предприятии для стоматологических и граверных работ АВБ Э3072.02.009 СБ).

Известны двигатели постоянного тока, содержащие установленные в корпусе якорь с обмотками, ротор и закрепленную на нем магнитную систему (Долидзе В. И. Дорохин М.П. Электродвигатели постоянного тока в радиоэлектронных устройствах, М. Сов.радио, 1975, с.20 [1]
Известен бесконтактный двигатель постоянного тока, содержащий корпус, ротор, статор, соединенный с источником постоянного тока (авт. св. N 656160, кл. Н 02 K 29/00, СССР, 1976, [2]
Недостатком вышеуказанных конструкций является их повышенные радиальные габариты, обусловленные выполнением вала монолитным с магнитной системой, расположенной по его периферии.

Известен бесконтактный двигатель (привод), содержащий корпус, соосно расположенные в корпусе якорь с обмотками, ротор с магнитной системой, установленный на паре подшипников и датчик положения ротора, в виде шунта и трех пар неподвижных магнитов и датчиков Холла, при этом магнитная система выполнена в виде группы радиально намагниченных колец, установленных на монолитном валу ротора, охваченных по наружной поверхности обоймой из немагнитного материала и поджатых в осевом направлении навстречу друг другу фланцами(разработка предприятия АВБ Э3072.02.009 СБ [3]
Существенным недостатком приведенной конструкции является ее повышенные радиальные габариты, обусловленные монолитностью вала ротора, на который устанавливаются магнитные кольца и снаружи охватываются обоймой.

Кроме того, конструкция обладает пониженной технологичностью, обусловленной необходимостью обработки наружной поверхности обоймы после сборки ротора, а также изготовлением дополнительных конструктивных элементов для крепления магнитной системы (пары фланцев с обоймой, концы которой завальцовываются на края фланцев).

С помощью предлагаемого технического решения достигается новый технический результат, заключающийся в уменьшении радиальных габаритов двигателя и повышении технологичности его изготовления.

В соответствии с предполагаемым изобретением технический результат достигается тем, что в двигателе вентильном, содержащем корпус, соосно размещенные в корпусе якорь с обмотками, ротор с магнитной системой в виде постоянного магнита, намагниченного в в радиальном направлении, установленный на паре подшипников, наружная поверхность первого из которых взаимодействует с корпусом, и датчик положения ротора, в роторе выполнена полость, в которой установлена магнитная система, при этом в корпусе предусмотрен осевой выступ, размещенный в отверстии второго подшипника, а наружная поверхность последнего взаимодействует с ротором.

С помощью предлагаемого изобретения достигается новый технический результат, заключающийся в уменьшении радиальных габаритов устройства за счет выполнения вала ротора с полостью и тонкостенным и магнитной системы в виде сплошного цилиндра установленного в вышеуказанной полости (роль обоймы в предложенной конструкции играют стенки вала ротора), кроме того, повышается технологичность изготовления привода (т.к. отпадает необходимость дополнительного изготовления обоймы для крепления магнитной системы, с последующей ее механической обработкой по наружной поверхности после сборки ротора).

На фиг. 1 представлен предложенный вентильный двигатель продольный разрез; на фиг.2 то же, сечение А-А на фиг.1 (чертеж прототипа - АВБЭ3072.009СБ разработка НПО "Астрофизика", общий вид заявляемого объекта - чертеж АВБ Э3072.010СБ. Нумерация эскизных чертежей в описании заявки не употребляется. Позиции чертежей на фиг.1 и фиг.2 представлены на эскизных чертежах в скобках).

Двигатель содержит корпус 1, в котором соосно размещены якорь 2 с обмотками 3, ротор 4 из немагнитного материала, в котором предусмотрена осевая полость 5 под магнитную систему в виде магнита 6 цилиндрической формы, намагниченного в радиальном направлении и закрепленного с помощью кольца 7 и втулки 8. На роторе 4 установлен вентилятор 9, а на корпусе 1 выполнены входные 10 и выходные 11 окна, обеспечивающие продув внутренней полости двигателя. Для повышения эффективности охлаждения, на якоре 2 предусмотрены продольные каналы 12.

На роторе 4 также закреплен шунт из магнитопроводного материала, образующий два лепестка 13, поочередно взаимодействующих с тремя расположенными в корпусе 1 постоянными магнитами 14 и датчиками Холла 15.

Ротор 4 установлен на подшипниках 16 и 17, причем наружное кольцо последнего закреплено в полости 5 ротора 4, а в корпусе 1 предусмотрен выступ 18, взаимодействующий с внутренним кольцом подшипника 17. Для фиксации ротора 4 в осевом направлении в корпусе 1 установлены упругое кольцо 19 с разрезным кольцом 20.

Работа двигателя осуществляется следующим образом. Управляющий сигнал с блока управления (в графических материалах условно не показан) поступает на обмотки управления 3 якоря 2, чем ротор 4 приводится во вращение. В зависимости от пары (магнит 14 и датчик Холла 15), которую замыкают лепестки 13 шунта, на блок управления поступает электрический сигнал, характеризующий положение ротора 4. В свою очередь с блока управления подается команда на соответствующую фазу обмотки 13 якоря 2, чем достигается регулировка скорости вращения ротора 4 двигателя.

Из вышеприведенного следует, что предложенное техническое решение обладает преимуществом по сравнению с известным, а именно за счет выполнения ротора тонкостенным с полостью под магнитную систему, сократились радиальные габариты двигателя и повысилась технологичность его изготовления (вал дополнительно выполняет функции обоймы и фланцев для осевой фиксации магнитной системы).

К сведениям, подтверждающим возможность осуществления предполагаемого изобретения, относятся упомянутые выше эскизные чертежи, а также описание работы устройства.

В настоящее время по материалам заявки на предприятии выпущены рабочие чертежи и предполагается изготовление опытного образца по плану II квартала 1992 года.

Использование: область приборостроения и электротехники, может быть использовано в стоматологии и проведении граверных работ в качестве привода для режущего инструмента. Сущность изобретения: Двигатель содержит корпус 1, соосно размещенные в корпусе 1 якорь 2 с обмотками 3, ротор 4, выполненный в виде вала с постоянным магнитом 6. Вал со стороны, противоположной его выходному концу выполнен с полостью 5. Постоянный магнит 6 расположен в полости вала и зафиксирован от проворота относительно его стенок. Вал установлен на паре подшипников 16, 17. Наружная поверхность подшипника 16 взаимодействует с корпусом 1. В корпусе 1 выполнен осевой выступ 18. Выступ 18 размещен в отверстии подшипника 17. Наружная поверхность подшипника 17 взаимодействует с валом. 2 ил.

Вентильный двигатель, содержащий корпус, соосно размещенные в корпусе якорь с обмотками, ротор, выполненный в виде вала с постоянным магнитом и установленный на паре подшипников, наружная поверхность одного из которых взаимодействует с корпусом, отличающийся тем, что вал со стороны, противоположной его выходному концу, выполнен с полостью, а постоянный магнит расположен в полости вала и зафиксирован от проворота относительно его стенок, при этом в корпусе выполнен осевой выступ, размещенный в отверстии другого подшипника, наружная поверхность которого взаимодействует с валом.