ИНДУКТОРНЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ Российский патент 1997 года по МПК H02K37/00 H02K7/06 

Изобретение относится к области электрических машин, а именно к синхронным двигателям индукторного типа. Известен индукторный электродвигатель, содержащий статор, имеющий, по меньшей мере, одну пару электромагнитных систем, и зубчатый ротор, насажанный на вал двигателя через муфту сцепления, передающую вращение только в одном направлении, причем, статор и ротор содержат каждый одинаковое число зубьев одной и той же ширины [1]
Недостатком этого электродвигателя является то, что он имеет большую пульсацию момента, передаваемого двигателем нагрузка, и связанную с этим неравномерность вращения его вала.

Цель изобретения снижение пульсации момента, передаваемого двигателем нагрузке, и повышение равномерности вращения вала электродвигателя.

Поставленная цель достигается тем, что известный индукторный электродвигатель, содержащий статор, имеющий, по меньшей мере, одну пару электромагнитных систем, и зубчатый ротор, насажанный на вал двигателя через муфту сцепления, передающую вращение только в одном направлении, причем статор и ротор содержат каждый одинаковое число зубцов одной и той же ширины, снабжен вторым зубчатым ротором, насажанным на вал двигателя через муфту сцепления, передающую вращение только в одном направлении, и имеющим то же число зубцов и то же ширины, что и первый ротор, а каждая пара электромагнитных систем состоит из одной электромагнитной системы с полным совмещением зубцов статора и роторов, и другой электромагнитной системы, выполненной с одинаковым для всех пар электромагнитных систем сдвигом зубцов роторов относительно зубцов статора, причем, направление сдвига зубцов одного ротора противоположно направлению сдвига зубцов другого ротора относительно оси симметрии полюса статора.

Сущность изобретения поясняется нижеследующим описанием и предлагаемыми чертежами, где на фиг. 1 изображен схематично индукторный электродвигатель, на фиг. 2 изображен схематично разрез этого двигателя по горизонтальной оси.

Индукторный электродвигатель содержит зубчатые статор 1 и роторы 2 и 3, имеющие в совокупности две пары электромагнитных систем 4. Роторы 2 и 3 и статор 1 содержат одинаковое число зубцов соответственно 5, 6 и 7. Ширина зубцов 5 и 6 роторов 2 и 3 равна ширине соответствующих им зубцов 7 статора 1, а каждая пара электромагнитных систем 4 содержит одновременно одну электромагнитную систему с полным совмещением зубцов роторов 2 и 3 и статора 1 и другую электромагнитную систему, выполненную с одинаковым сдвигом зубцов 5 и 6 роторов 2 и 3 относительно зубцов статора 1, при этом направление сдвига зубцов 5 ротора 2 противоположно направлению сдвига зубцов 6 ротора 3 относительно оси симметрии полюса 8 статора 1. В каждой электромагнитной системе 4 установлена обмотка 9 управления, возбуждающая последнюю при подаче управляющего импульса тока. Зубчатые роторы 2 и 3 содержат каждый муфту сцепления, обеспечивающую крепление их на валу электродвигатель. Каждая муфта сцепления содержит обойму 10, ступицу 11, выполненную заодно с валом электродвигателя, ролики 12 и пружины 13, обеспечивающие прижатие роликов 12 к рабочим поверхностям обоймы и ступицы. Рабочие поверхности ступиц выполнены по гладкой нисходящей к рабочей поверхности обойм кривой, например, дуге окружности, что обеспечивает надежность заклинивания роликов 12 при высокой частоте изменения направления вращения роторов.

Электродвигатель работает следующим образом.

Начальное положение элементов электродвигателя показано на фиг. 1. При подаче импульса тока в обмотку 9 управления верхней (нижней) электромагнитной системы возникает магнитный поток, ось симметрии которого совпадает с вертикальной осью симметрии электродвигателя. Поскольку положение зубцов 5 и 6 роторов 2 и 3 не совпадает с положением зубцов 7 статора 1, возникает реактивный момент, который повернет ротор 2 против часовой стрелки, а ротор 3 по часовой стрелке, до полного совмещения зубцов 5 и 6 роторов 2 и 3 с зубцами 7 статора 1. При этом в муфте сцепления ротора 3 ролики 12 откатятся в широкую зону гнезд и передачи момента валу двигателя не произойдет, в то время как ролики 12 муфты сцепления ротора 2 под действием сил трения заклинятся между рабочими поверхностями обоймы и ступицы, что заставит вал двигателя повернуться на один шаг против часовой стрелки. Одновременно с этим в левой и правой электромагнитных системах произойдет смещение зубцов 5 и 6 роторов 2 и 3 относительно зубцов 7 статора 1. Причем зубцы 5 ротора 2 сместятся в направлении против часовой стрелки, а зубцы 6 ротора 3 по часовой стрелке. При подаче импульса тока в обмотку 9 левой (правой) электромагнитной системы 4 в результате действия реактивного момента ротор 2 повернется вхолостую на шаг по часовой стрелке до совмещения своих зубцов 5 с зубцами 7 статора 1, в это же время ротор 3 повернется на шаг против часовой стрелки, при этом ролики 12 его муфты сцепления заклиниваются между рабочими поверхностями ступицы и обоймы, произойдет сцепление, и вал электродвигателя повернется на один шаг против часовой стрелки и т.д.

Таким образом, в процессе работы электродвигателя при подаче поочередно управляющих импульсов тока в обмотки 9 электромагнитных систем 4 ротора 2 и 3 совершают вращательно-колебательные движения, передавая поочередно в один из полупериодов колебания вращающий момент валу электродвигателя. В следствие поочередной передачи роторами вращающего момента на валу двигателя равномерность хода последнего улучшается, а так же снижается при этом и пульсация вращающего момента. Одновременно с этим резко снижается вибрация самого электродвигателя, повышаются его энергетические показатели и момент вращения. Для предотвращения недопустимого смещения зубцов роторов 2 и 3 и зубцов статора 1 относительно друг друга в начальном положении в электродвигателе может быть предусмотрено ограничительное устройство, не вносящее дополнительных помех в нормальную работу электродвигателя (на чертеже не показано).

Источники информации.

Патент США N 2741712, H 02 K 7/06, 1956г.

Использование: в дискретном электроприводе. Сущность изобретения: индукторный электродвигатель содержит статор 1, две пары электромагнитных систем 4 и зубчатые роторы 2 и 3, насажанные на вал двигателя через муфты сцепления, передающие вращение только в одном направлении. Статор 1 и роторы 2 и 3 содержат каждый одинаковое число зубцов соответственно 7, 5, 6 одной и той же ширины. Каждая пара электромагнитных систем 4 состоит из одной электромагнитной системы с полным совмещением зубцов 7 статора и зубцов 5, 6 роторов, и другой электромагнитной системы, выполненной с одинаковым для всех пар электромагнитных систем 4 сдвигом зубцов 5, 6 роторов относительно зубцов 7 статора, направление сдвига зубцов 5 одного ротора 2 противоположно направлению сдвига зубцов 6 другого ротора 3 относительно оси симметрии полюса 7 статора 1. 2 ил.

Индукторный электродвигатель, содержащий статор, имеющий по меньшей мере одну пару электромагнитных систем и зубчатый ротор, насаженный на вал двигателя через муфту сцепления, передающую вращение только в одном направлении, причем статор и ротор содержат каждый одинаковое число зубцов одной и той же ширины, отличающийся тем, что он снабжен вторым зубчатым ротором, насаженным на вал через муфту сцепления, передающую вращение только в одном направлении и имеющим то же число зубцов и той же ширины, что и первый ротор, а каждая пара электромагнитных систем состоит из одной электромагнитной системы с полным совмещением зубцов статора и роторов и другой электромагнитной системы, выполненной с одинаковым для всех пар электромагнитных систем сдвигом зубцов роторов относительно зубцов статора, причем направление сдвига зубцов одного ротора противоположно направлению сдвига зубцов другого ротора относительно оси симметрии полюса статора.