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 электродвигатель, содержащий статор, имеющий, по меньшей мере, пару электромагнитных систем, зубчатый ротор, насаженный на вал двигателя через муфту сцепления, передающую вращение только в одном направлении, причем, статор и ротор содержат каждый одинаковое число зубцов и той же ширины [1]
Недостатком этого электродвигателя является то, что он имеет большую пульсацию момента, передаваемого двигателем нагрузке, 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, насаженный на вал двигателя через муфту сцепления, передающую вращение только в одном направлении, причем, статор и ротор содержат каждый одинаковое число зубцов и той же ширины, снабжен вторым зубчатым ротором, насаженным на вал двигателя 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, направление сдвига зубцов одного ротора противоположно направлению сдвига зубцов другого ротора относительно оси симметрии полюса статора, магнитопровод каждой электромагнитной системы статора состоит из двух одинаковых по толщине и соединенных воедино пакетов, средний полюс одного из которых выполнен посредине с пазом, а средний полюс другого пакета с обоих краев выполнен с одинаковыми по ширине ступенями, при этом высота последних равна глубине паза, а направление образующих поверхностей ступеней и паза параллельно направлению оси вала, пакеты магнитопроводов электромагнитных систем установлены так, что образуют ряд последовательно чередующихся между собой магнитопроводов со средним полюсом, выполненным с пазом, и средним полюсом, выполненным со ступенями.

На фиг. 1 изображена схематично лицевая сторона индуктивного электродвигателя; на фиг. 2 профиль пакета магнитопровода, у которого средний полюс имеет посредине паз; на фиг. 3 профиль пакета магнитопровода, имеющего с обоих краев среднего полюса одинаковой ширины ступени; на фиг. 4 - магнитопровод, состоящий из соединенных воедино пакетов, профиль которых изображен на фиг. 2 и фиг. 3.

Индукторный электродвигатель содержит зубчатые статор 1 и роторы 2 и 3, имеющие в совокупности две пары электромагнитных систем. Роторы 2 и 3 и статор 1 содержат одинаковое число зубцов. Ширина зубцов роторов 2 и 3 равна ширине соответствующих им зубцов статора 1, а каждая пара электромагнитных систем содержит одновременно одну электромагнитную систему с полным совмещением зубцов роторов 2 и 3 и статора 1 и другую электромагнитную систему, выполненную с одинаковым для всех пар электромагнитных систем сдвигом зубцов роторов 2 и 3 относительно зубцов статора 1, при этом направление сдвига зубцов, принадлежащих ротору 2, противоположно направлению сдвига зубцов, принадлежащих ротору 3, относительно оси симметрии полюсов статора 1. В каждой электромагнитной системе установлена обмотка 4 управления, которая при подаче управляющего импульса тока возбуждается, создавая электромагнитный поток. Зубчатые роторы 2 и 3 содержат каждый муфту 56 сцепления, которая обеспечивает крепление ротора на валу электродвигателя и передачу момента вращения нагрузке только в одном направлении. Магнитопровод 6 статора 1 каждой электромагнитной системы состоит из двух одинаковых по толщине и соединенных воедино пакетов, у одного из которых (фиг. 2) средний полюс имеет посредине паз 7, а у другого пакета (фиг. 3) с обоих краев среднего полюса выполнены одинаковый ширины ступени 8, при этом величина высоты последних равна величине глубины паза 7, а направление образующих поверхностей 9 (фиг. 4) ступеней 8 и паза 7 параллельно направлению оси вала электродвигателя. Сами магнитопроводы 6 статора 1 при установке в электродвигателе с лицевой стороны образуют ряд последовательно чередующихся между собой магнитопроводов 6: со средним полюсом, имеющим паз 7, и средним полюсом, имеющим ступени 8. С тыльной стороны электродвигателя упомянутое чередование автоматически противоположно.

Электродвигатель работает следующим образом. Начальное положение элементов электродвигателя показано на фиг. 1. При подаче импульса тока в обмотку 4 направления правой (левой) электромагнитной системы создается магнитный поток. Поскольку положение зубцов роторов 2 и 3 не совпадает с положением соответствующих зубцов магнитопровода 6 статора 1, возникает реактивный момент, который повернет ротор 2 против часовой стрелки, а ротор 3 по часовой стрелке, до полного совмещения соответствующих зубцов статора 1 и роторов 2 и 3. Так как муфты 5 сцепления передают вращение только в одном направлении, то ротор 2 повернет вал электродвигателя и передаст момент вращения нагрузке, в то время как ротор 3 повернется вхолостую. Одновременно с этим в верхней и нижней электромагнитных системах произойдет смещение зубцов роторов 2 и 3 относительно соответствующих зубцов статора 1. Причем зубцы ротора 2 сместятся в направлении против часовой стрелки, а зубцы ротора 3 по часовой стрелке. При подаче импульса тока в обмотку 4 верхней (нижней) электромагнитной системы в результате действия реактивного момента ротор 2 повернется вхолостую на шаг по часовой стрелке до совмещения своих зубцов с соответствующими зубцами статора 1, в это же время ротор 3 повернется на шаг против часовой стрелки, передавая момент вращения валу двигателя.

На основании проведенных экспериментов на моделях электродвигателей данного типа выяснилось, что на величину получаемого момента вращения электродвигателя большое влияние оказывает взаиморасположение зубцов роторов 2 и 3, находящихся под одним и тем же средним полюсом магнитопровода 6 статора 1. Проведенные эксперименты на моделях электродвигателей данного типа показали, что разнесение в пространстве относительно друг друга зубцов роторов 2 и 3, находящихся под одним и тем же средним полюсом магнитопровода 6, позволяет увеличить вращающий момент электродвигателя. С этой целью магнитопровод 6 каждой электромагнитной системы изготовлен из двух одинаковых по толщине и соединенных воедино пакетов, у одного из которых (фиг. 2) средний полюс имеет посредине паз 7, а у другого пакета (фиг. 3) с обоих краев среднего полюса выполнены одинаковой ширины ступени 8, при этом величина высоты последних равна глубине паза 7. В соответствии с этим выполнены и зубцы роторов 2 и 3.

Источники информации.

1. Патент США N 2741712, кл. Н 02 К 7/06, 1959.

Использование: в дискретном электроприводе. Сущность изобретения: Электродвигатель, содержит зубчатые роторы 2, 3, насаженные на вал двигателя через муфты сцепления 5, которые передают вращение только в одном направлении. Статор 1 и роторы 2, 3 содержат каждый одинаковое число зубцов и ширина зубцов каждого ротора 2,3 равна ширине соответствующих зубцов статора 1. каждая пара электромагнитных систем статора 1 состоит из одной электромагнитной системы с полным совмещением зубцов статора 1 и ротора 2, 3 и другой электромагнитной системы, выполненной с одинаковым для всех пар электромагнитных систем сдвигом зубцов роторов 2, 3 относительно зубцов статора 1. Направление сдвига зубцов одного статора 2 противоположно направлению сдвига зубцов другого ротора 3 относительно оси симметрии поля полюса статора 1. Магнитопровод 6 статора 1 каждой электромагнитной системы состоит из двух одинаковых по толщине и соединенных воедино пакетов железа, у одного из которых средний полюс имеет посредине паз 7, а у другого пакета с обоих краев среднего полюса выполнены одинаковой ширины ступени 8, высота которых равна глубине паза 7. Направление образующих ступеней 8 и паза 7 параллельно направлению оси вала. Магнитопроводы 6 статора 1 при установке в электродвигателе с лицевой стороны образуют ряд последовательно чередующихся между собой магнитопроводов: со средним полюсом, имеющим паз 7, и средним полюсом, имеющим ступени 8. 4 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, направление сдвига зубцов одного ротора противоположно направлению сдвига зубцов другого ротора относительно оси симметрии полюса статора, магнитопровод каждой электромагнитной системы состоит из двух одинаковых по толщине и соединенных воедино пакетов, средний полюс одного из которых выполнен посредине с пазом, а средний полюс другого пакета с обоих краев выполнен с одинаковыми по ширине ступенями, при этом высота последних равна глубине паза, а направление образующих поверхностей ступеней и паза параллельно направлению оси вала, пакеты магнитопроводов электромагнитных систем статора установлены так, что образуют ряд последовательно чередующихся между собой магнитопроводов со средним полюсом, выполненным с пазом, и средним полюсом, выполненным со ступенями.