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

Изобретение относится к области электрических машин, а именно к синхронным электродвигателям индукторного типа.

Известен индукторный m-фазный электродвигатель, содержащий зубчатый ротор и статор с разделенными магнитными системами, с зубцовыми зонами, сдвинутыми на половину зубцового деления, причем зубцовые зоны смежных магнитных систем сдвинуты на угол π/m электрических радиан [1]
Недостатком этого электродвигателя является то, что, во-первых, он имеет сравнительно низкие энергетические показатели, а, во-вторых, в режиме наброса нагрузки самореверсируется, что снижает его функциональные возможности.

Известен также индукторный электродвигатель, содержащий статор с обмоткой на полюсных зубцах, зубчатый ротор, насаженный на вал через муфту сцепления, передающую вращение только в одном направлении, и пружину, возвращающую ротор в первоначальное положение, статор и ротор выполнены с одинаковым числом зубцов одинаковой ширины, сгруппированных в по меньшей мере одну пару электромагнитных систем [2]
Недостатком этого электродвигателя являются низкие энергетические показатели и сниженный вращающий момент.

Наиболее близким из рассмотренных аналогов по технической сущности и достигаемому эффекту, а также базовым объектом является техническое решение по патенту США N 2741712.

Цель изобретения повышение энергетических показателей и вращающего момента электродвигателя.

Поставленная цель достигается тем, что в известном индукторном электродвигателе, содержащем статор с обмотками на полюсных зубцах, зубчатый ротор, насаженный на вал через муфту сцепления, передающую вращение только в одном направлении, статор и ротор выполнены с одинаковым числом зубцов одинаковой ширины, сгруппированных в по меньшей мере одну пару электромагнитных систем, каждая пара электромагнитных систем выполнена таким образом, что при совмещении как полюсных, так и неполюсных зубцов статора с соответствующими зубцами ротора в одной ее электромагнитной системе другая электромагнитная система имеет одинаковую величину и направление для всех пар электромагнитных систем сдвига зубцов статора относительно соответствующих зубцов ротора.

При проведении патентных исследований не выявлено технических решений, порочащих новизну и существенность отличий изобретения.

Сущность изобретения поясняется нижеследующим описанием и прилагаемым чертежом, где изображен схематично индукторный электродвигатель.

Индукторный электродвигатель содержит статор 1 и ротор 2. Статор 1 включает в себя полюсные зубцы 3 и неполюсные зубцы 4, а ротор 2 зубцы 5. На полюсных зубцах 3 статора 1 расположены обмотки 6 управления. Статор 1 и ротор 2 выполнены с одинаковым числом зубцов одинаковой ширины, сгруппированных в по меньшей мере одну пару электромагнитных систем 7 (в данном случае имеем две пары электромагнитных систем 7). Каждая пара (например верхняя и правая) электромагнитных систем 7 выполнена таким образом, что при совмещении как полюсных 3, так и неполюсных 4 зубцов статора 1 с соответствующими зубцами 5 ротора 2 в одной (верхней) ее электромагнитной системе 7, другая (правая) электромагнитная система 7 имеет одинаковую для всех пар электромагнитных систем 7 величину и направление сдвига зубцов 3 и 4 статора 1 относительно соответствующих зубцов 5 ротора 2. Зубчатый ротор 2 содержит муфту 8 сцепления, обеспечивающую крепление его на валу 9 электродвигателя. Муфта 8 содержит ролики 10, которые выполняют функцию передачи нагрузке момента вращения только в одном направлении (в данном случае против часовой стрелки). Для обеспечения надежности сцепления каждый ролик 10 фиксируется в своем гнезде пружиной (на чертеже не показана), прижимающей его к стенке муфты 8 и стенке гнезда вала 9.

Электродвигатель работает следующим образом. Начальное положение ротора 2 электродвигателя показано на фиг. 1. При подаче импульса тока в обмотку 6 управления правой (левой) электромагнитной системы 7 создается магнитный поток. Поскольку положение зубцов 5 ротора 2 не совпадает с положением зубцов 3 и 4 статора 1, возникает реактивный момент, который повернет ротор 2 по часовой стрелке, до полного совмещения зубцов 5 ротора 2 и зубцов 3 и 4 статора 1. При этом магнитное сопротивление в правой (левой) системе 7 достигнет своего минимального значения. В это же время вал 9 электродвигателя, конец которого находится извне под нагрузкой, останется на месте и не повернется, так как силы трения в муфте 8 откатят ролики 10 в широкую зону гнезд, расположенных на валу 9. При повороте ротора 2 до совмещения зубцов 3, 4 и 5 правой (левой) электромагнитной системы 7 произойдет одновременно сдвиг зубцов 5 ротора 2 относительно зубцов 3 и 4 статора 1 в верхней (нижней) электромагнитной системе 7. Теперь при подаче управляющего импульса в обмотку 6 верхней (нижней) электромагнитной системы 7 произойдет поворот ротора 2 против часовой стрелки. В это время в муфте 8 под действием сил трения ролики 10 заклиниваются между стенкой муфты 8 и стенками гнезд. Вал 9 поворачивается, передавая момент вращения нагрузке.

Таким образом, в процессе работы ротор электродвигателя совершает вращательно-колебательные движения, передавая в один из полупериодов колебания вращающий момент валу электродвигателя. Для предотвращения недопустимого смещения зубцов ротора и статора относительно друг друга в начальном положении в электродвигателе может быть предусмотрено ограничительное устройство, не вносящее дополнительных помех в нормальную работу электродвигателя.

Предложенный электродвигатель несложен по конструкции и нематериалоемкий в изготовлении. Поскольку зубцы ротора и статора, имея большую ширину, не имеют гребенчатых выступов, то магнитное сопротивление воздушных зазоров между ними по сравнению с аналогичными индукторными двигателями невелико, а значит потери значительно меньше, и поэтому энергетические показатели, а также вращающий момент предложенного двигателя достаточно высоки.

Источники информации
1. А.С. N 440747, кл. H 02 K 19/10, 03.02.75.

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

Использование: в дискретном электроприводе. Сущность изобретения: Индукторный электродвигатель содержит статор 1 с обмотками 6 на полюсных зубцах 3, зубчатый ротор 2, насаженный на вал 9 через муфту 8 сцепления, передающую вращение только в одном направлении, статор 1 и ротор 2 выполнены с одинаковым числом зубцов 3, 4, 5 одинаковой ширины, сгруппированных в по меньшей мере одну пару электромагнитных систем 7, каждая пара электромагнитных систем 7 выполнена таким образом, что при совмещении как полюсных 3, так и неполюсных зубцов 4 статора с соответствующими зубцами ротора 5 в одной ее электромагнитной системе 7 другая электромагнитная система 7 имеет одинаковую величину и направление для всех пар электромагнитных систем сдвига зубцов статора относительно соответствующих зубцов ротора. 1 ил.

Индукторный электродвигатель, содержащий статор с обмотками на полюсных зубцах, зубчатый ротор, насаженный на вал через муфту сцепления, передающую вращение только в одном направлении, статор и ротор выполнены с одинаковым числом зубцов одинаковой ширины, сгруппированных в по меньшей мере одну пару электромагнитных систем, отличающийся тем, что каждая пара электромагнитных систем выполнена таким образом, что при совмещении как полюсных, так и неполюсных зубцов статора с соответствующими зубцами ротора в одной ее электромагнитной системе другая электромагнитная система имеет одинаковую величину и направление для всех пар электромагнитных систем сдвига зубцов статора относительно соответствующих зубцов ротора.