ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО ТОКА Российский патент 1997 года по МПК H02K23/54 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при конструировании и производстве электромашин, имеющих систему возбуждения на постоянных магнитах.

Известна многополюсная машина постоянного тока с дисковым якорем и немагнитными щитами, на которых расположены магнитопроводы, выполненные в виде сегмента [1]
Известен электродвигатель постоянного тока с системой возбуждения на постоянных магнитах и дисковый якорь с печатной обмоткой, у которого на внутренней поверхности ярма в зоне выемок постоянного магнита выполнены клювообразные выступы [2]
Известны электромашины с дисковым якорем и системой возбуждения на постоянных магнитах, в которых магниты размещены на магнитопроводящих пластинах [3]
Однако такие конструкции электродвигателей сложны, нетехнологичны и не обеспечивают достаточных удельных энергетических показателей при использовании дискового якоря в виде проволочной обмотки, залитой компаундным наполнителем.

Такая конструкция двигателя принята за прототип.

Задачей изобретения является уменьшение осевых габаритов, упрощение конструкции, снижение расхода материалов при одновременном повышении удельных энергетических показателей электродвигателя.

Задача решается тем, что корпус и основание магнитной системы снабжены магнитопроводящим ярмом, а магнитные сектора выполняются усеченными с дугообразной наружной поверхностью и прямолинейной внутренней.

Ярмо, расположенное на корпусе, своей выпуклой частью обращено в сторону полости, образованной вогнутой активной частью якоря. Ярмо на основании выполнено волнообразным и на его выступах крепятся магниты. При выполнении корпуса и основания магнитопроводящими толщина корпуса, ярма на нем, толщина основания и ярма на основании находятся в соотношении 1:3:3:3.

Возможно выполнение ярма корпуса и основания плоскими.

С определенным соотношением выполняется высота щеток, расположенных между полюсами магнитов. Их высота равна сумме высоты магнита, толщина ярма, а также величины зазора, образованного между основанием и ярмом волнообразной формы.

Предлагаемая конструкция электродвигателя с якорем, залитым компаундом, содержащим ферромагнитный порошок, позволяет использовать как подшипники качения, так и подшипники скольжения.

На чертеже изображена конструкция электродвигателя постоянного тока с дисковым якорем, проволочная обмотка которого залита компаундом в единое тело.

Электродвигатель постоянного тока содержит корпус 1, якорь 2 и основание 3. На корпусе со стороны, обращенной к якорю, размещено магнитопроводящее дисковое ярмо 4.

Якорь в активной части имеет вогнутую форму, а выпуклая часть ярма 4 обращена в сторону вогнутой части якоря.

Выполнение ярма 4 без выпуклости и якоря без вогнутости приведет к ухудшению энергетических показателей и увеличению расхода материалов электродвигателя.

Возможно выполнение корпуса из магнитопроводящего материала без ярма, но гнутой конфигурации, обращенной к якорю.

На основании 3 размещено ярмо 5 волнообразной формы, на выступах которого закреплены магниты 6, имеющие форму секторов с наружной дугообразной поверхностью и внутренней прямолинейной поверхностью, образующуюся секущей плоскостью. Возможно выполнение ярма основания в виде плоского диска.

Между полюсами магнитов 6 расположены щеткодержатели со щетками 7. Ярмо 5, количество выступов и впадин которого равно количеству магнитов, и основание образуют зазоры 8.

Соотношение толщин ярма 5, основания 3, ярма 4 и корпуса 1 из магнитопроводящего материала равно 3:3:3:1.

Изменение этого соотношения приведет к ухудшению технологичности изготовления корпуса, увеличению расхода и разунификации материалов.

Высота щеток 7 электродвигателя также находится в определенной зависимости от высоты магнитов 6, толщины волнообразного ярма 5 и величины зазора 8. Это соотношение составляет равенство между высотой щетки 7 и суммой высоты магнита 6, толщины ярма 5 и величины зазора 8.

В случае выполнения ярма 5 в виде плоского диска зазоры 8 будут отсутствовать. Однако такое конструктивное исполнение приведет к увеличению веса магнитов 6, либо к уменьшению размера щеток 7 и уменьшению их срока службы. Возможно выполнение основания 3 (без ярма) из магнитопроводящего материала с волнообразными выступами со стороны крепления магнитов 6.

Дисковый якорь, образованный проволочной обмоткой 9 и залитый наполнителем 10 с ферромагнитным порошком и компаундом, устанавливается в корпусе 1 и в основании 3 на подшипниках скольжения 11. Наличие ферромагнитного порошка позволяет якорю притягиваться с усилием к магнитам 6, а необходимый воздушный зазор между ними обеспечивается механическим упором (не показан) между валом 12, подшипником 11 и основанием 3.

Использование: электропривод постоянного тока небольшой мощности. Сущность изобретения: электродвигатель постоянного тока содержит корпус, основание, систему возбуждения на постоянных магнитах, дисковый якорь, образованный проволочной обмоткой, залитой наполнителем, корпус и основание снабжены магнитопроводящими ярмами, при этом ярмо корпуса гнутой формы выпуклостью обращено в сторону якоря, выполненного вогнутым и обращенного вогнутостью в сторону ярма корпуса. Технический результат: улучшение массогабаритных и энергетических показателей, уменьшение материалоемкости. 4 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Электродвигатель постоянного тока, содержащий корпус, основание, систему возбуждения на постоянных магнитах, щетки, дисковый якорь, образованный проволочной обмоткой и залитый наполнителем, подшипники и магнитопроводящие ярма, отличающийся тем, что на корпусе закреплено магнитопроводящее ярмо гнутой формы, выпуклая часть которого обращена в сторону дискового якоря, поверхность дискового якоря, обращенная в сторону ярма гнутой формы, выполнена вогнутой в зоне расположения активной части обмотки, а другая поверхность дискового якоря, обращенная в сторону магнитов, плоской. 2. Электродвигатель по п.1, отличающийся тем, что магниты выполнены в виде секторов с наружной дугообразной и внутренней прямолинейной поверхностями и закреплены на выступах магнитопроводящего ярма, установленного на основании. 3. Электродвигатель по п.1, отличающийся тем, что в состав наполнителя для заливки дискового якоря веден ферромагнитный порошок. 4. Электродвигатель по п.1, отличающийся тем, что дисковый якорь установлен на подшипниках скольжения. 5. Электродвигатель по п.1, отличающийся тем, что корпус выполнен из магнитопроводящего материала с выпуклой поверхностью, обращенной в сторону вогнутой активной части дискового якоря, а основание выполнено из магнитопроводящего материала и имеет выступы, на которых закреплены магниты.