Изобретение относится к электротехнике, а точнее к однофазным электрическим машинам для бытовой техники, например для стиральных машин, пылесосов и электронасосов.
Известен однофазный электродвигатель индукторного типа, возбуждаемый от постоянных магнитов, содержащий зубчатые магнитопроводы безобмоточного раствора и статора, выполненного с полюсами и обмоткой (см. А. с. N 465698 H 02 K 19/06, опубл. БИ N 12. 1975 г.).
Недостатком данного двигателя является плохое использование активного объема, так как магнитопровод статора выполнен из двух половинок и имеет дополнительный зубец для фиксации ротора в стартовом положении.
Известна электрическая машина с равными зубцовыми делениями, возбуждаемая от постоянных магнитов, содержащая безобмоточный ротор, статор с Y-образными полюсами, зубцы которых соединены перемычкой переменного сечения, и обмотку, расположенную в пазах между полюсами, причем постоянный магнит размещен в пазу полюса. (См. Заявка на изобретение "Электрическая машина" N 92-011650/07/057940/ от 14.12.92 г. решение о выдаче патента на изобретение от 27.04.94 г.).
Недостатком данного технического решения является ненадежность крепления постоянного магнита в пазу, а также значительные поля рассеяния постоянного магнита при данном размещении, что снижает рабочее поле постоянного магнита в зазоре и ослабляет его синхронизирующий момент.
Предлагаемое изобретение направлено на повышение надежности крепления постоянного магнита в пазу и увеличение его синхронизирующего момента.
С этой целью в электрической машине, содержащий безобмоточный ротор и статор с обмоткой, охватывающей полюса, зубцы которых соединены перемычками, и возбуждаемой постоянным магнитом, расположенном в пазу между зубцами полюса, согласно данного заявления, стенки паза полюса выполнены непараллельными между собой, а постоянный магнит установлен на площадке, размещенной на перемычке.
Немагнитный зазор между боковой стороной магнита и стенкой паза может быть выполнен переменным, с касанием зубца в наиболее узкой части паза.
Площадка выполнена перпендикулярно направлению намагниченности магнита, имеющего радиальную намагниченность.
Немагнитный зазор между боковой стороной магнита и зубцом полюса выполняется меньшим или равным 2g, где g величина одностороннего зазора между зубцами статора и ротора.
Магнит в пазу полюса закреплен с помощью немагнитного клина. При этом в зависимости от формы паза немагнитных клиньев может быть более одного.
В отличие от прототипа в предлагаемой конструкции электрической машины стенки паза полюса выполняются непараллельными, что позволяет обеспечить немагнитный зазор между постоянным магнитом и ближайшим зубцом для уменьшения полей расстояния магнита. За счет этого повышается рабочее поле постоянного магнита и, как следствие, синхронизирующий момент, устанавливающий ротор в стартовое положение. Выполнение условия перпендикулярности площадки направлению намагниченности постоянного магнита приводит к тому, что использование постоянных магнитов традиционных форм параллелепипедов обеспечивает минимальный рабочий воздушный зазор между магнитом и зубцами ротора без дополнительной обработки рабочей поверхности магнита, обращенной к воздушному зазору.
В дальнейшем изобретение поясняется конкретным выполнением со ссылками на чертежи, на которых показаны:
фиг. 1 сектор поперечного сечения электрической машины:
фиг. 2 фрагмент поперечного сечения паза полюса с уменьшающимся немагнитным зазором от рабочего воздушного зазора к периферии;
фиг. 3 фрагмент поперечного сечения паза полюса электрической машины с касанием постоянным магнитом зубца на его половинной высоте.
Электрическая машина, сектор которой показан на фиг. 1, содержит статор 1 и ротор 2. На статоре 1 расположена обмотка, состоящая из катушек 3, которые охватывают полюсы. Каждый полюс состоит, как минимум, из двух зубцов 4 и 5, соединенных перемычкой 6. Стенки паза 7, образованного зубцами 4, 5 и перемычкой 6, выполнены непараллельными между собой. Между зубцами 4 и 5 полюса в пазу 7 на площадке 8 размещен постоянный магнит 9. Намагниченность постоянного магнита 9 согласна с намагниченностью полюса. Ротор выполнен с зубцами 10. Магнит 9 закреплен в пазу 7 с помощью немагнитного клина 11. Между боковой стенкой магнита 9 и зубцом 4 выполнен немагнитный зазор 12.
При обесточенной катушке 3 под действием синхронизирующего момента от постоянных магнитов 9, установленных в пазах 7, ротор 2 занимает стартовое положение. В этом положении магнитное сопротивление магнитной системы, по отношению к постоянным магнитам, является минимальным. Путем смещения с оси паза 7 площадки 8, на которой размещен магнит 9, ось магнитного потока магнита 9 смещается в положение, в котором обеспечивается пусковой момент машины в заданном направлении. Таким является положение, в котором ось зубца 10 ротора 2, расположенного в секторе соседних зубцов 4 и 5 статора 1, находится между осью паза 7 и зубцом 4 полюса, в направлении которого должен вращаться ротор 2. При подаче однополярного импульса тока в катушку 3 возникают магнитные силы тяжения зубцов ротора к зубцам статора. Под действием вращающего момента ротор начинает вращаться в заданном направлении. Ток протекает в катушке до тех пор, пока ротор не достигнет углового положения, в котором ось зубца 10 ротора 2 совпадает с осью зубца 4 статора 1 (см. фиг. 1). Дальнейшее вращение ротора за счет кинетической энергии продолжается при обесточенной катушке до тех пор, пока ось зубца ротора не совпадает с осью паза 7 полюса статора 1. Следующий импульс тока увеличивает частоту вращения ротора и таким образом двигатель разгоняется до заданной частоты вращения. Такое питание обмотки обеспечивает однонаправленный пуск и вращение двигателя.
Выполнение стенок паза 7 непараллельными между собой позволяет обеспечить надежное крепление постоянного магнита 9 в пазу с помощью немагнитного клина 11 типа "ласточкина хвоста" (см. фиг. 1, 2).
С целью снижения полей рассеяния постоянного магнита 9 на зубец 4 и за счет этого повышения синхронизирующего момента магнита между зубцом 4 и боковой стороной магнита 9 выполняется немагнитный зазор 12 (фиг. 1, 2), который равен, либо меньше 2g и может быть выполнен переменным. Наименьшим поле рассеяния магнита 9 оказывается при касании магнитом зубца 4 в одной (см. фиг. 3), а не в двух и более точках (см. фиг. 1, 2).
Для обеспечения минимального воздушного зазора между постоянным магнитом традиционной формы параллелепипеда и зубцами ротора магнит устанавливается так, чтобы направление его намагниченности было бы перпендикулярно оси вращения. Это требование обеспечивается соответствующим расположением площадки 8 для установки магнита 9 (см. фиг. 2). В этом случае рабочее поле магнита 9 является максимальным и создает наибольший синхронизирующий момент.
Положительный эффект предлагаемого технического решения состоит в повышении надежности крепления постоянного магнита в пазу за счет использования немагнитного клина и увеличения синхронизирующего момента магнита путем снижения его полей рассеяния.
название | год | авторы | номер документа |
---|---|---|---|
ОДНОФАЗНЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ ИНДУКТОРНОГО ТИПА | 1992 |
|
RU2040096C1 |
ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ МАШИНА | 1992 |
|
RU2040101C1 |
ОДНОФАЗНЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ СО СТАРТОВЫМИ ПОЛЮСАМИ | 1996 |
|
RU2103786C1 |
ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ МАШИНА | 1992 |
|
RU2034393C1 |
ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ МАШИНА | 2001 |
|
RU2187878C1 |
ОДНОФАЗНЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ ИНДУКТОРНОГО ТИПА | 1993 |
|
RU2079950C1 |
ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ МАШИНА | 1992 |
|
RU2040100C1 |
МОТОР-КОМПРЕССОР | 2001 |
|
RU2213257C2 |
МОТОР-КОМПРЕССОР | 1994 |
|
RU2079712C1 |
ТРЕХФАЗНЫЙ ИНДУКТОРНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ | 1996 |
|
RU2118034C1 |
Изобретение относится к области электротехники, а именно к электрическим машинам. Сущность изобретения состоит в том, что данная машина содержит безобмоточный ротор и статор с обмоткой, охватывающей полюса. Полюса статора соединены перемычками. Между зубцами полюса в пазу размещен, как минимум, один постоянный магнит, от которого осуществляется возбуждение электрической машины. Согласно изобретению, постоянный смещен от оси паза и установлен на площадке, размещенной на перемычке. Намагниченность постоянного магнита при этом согласна с намагниченностью полюса. Изобретение направлено на повышение надежности крепления постоянного магнита в пазу, по существу, благодаря использованию немагнитного клина и на увеличение синхронизирующего момента путем снижения его полей рассеяния. 7 з.п. ф-лы, 3 ил.
Однофазный электродвигатель индукторного типа | 1971 |
|
SU465698A1 |
Аппарат для очищения воды при помощи химических реактивов | 1917 |
|
SU2A1 |
Авторы
Даты
1997-11-20—Публикация
1994-06-30—Подача