КОЛЛЕКТОРНЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ Российский патент 1998 года по МПК H02K27/06 

Изобретение относится к электротехнике, а именно к коллекторным электродвигателям постоянного и переменного тока, и может быть использовано при проектировании и производстве регулируемых электроприводов.

Известна конструкция электродвигателя (1), работающего на основе закона притяжения электромагнита к магнитному материалу, содержащего статор в виде двух П-образных сердечников с магнитопроводом и якорь, на валу которого размещены по окружности в радиальном направлении электромагниты. При этом возбужденные электромагнитами силовые магнитные потоки всегда направлены в радиальном направлении. Недостатком данного электродвигателя является наличие существенных электрических потерь в магнитном материале из-за значительной протяженности силового магнитного потока в последнем.

Изобретение направлено на усовершенствование конструкции электродвигателя с целью снижения электрических потерь в магнитном материале путем уменьшения протяженности силового магнитного потока.

Это достигается тем, что статор выполнен в виде двух полых сегментов без обмоток, а в якоре установлен кольцеобразный магнитопровод с пазами, в которых электромагниты расположены таким образом, чтобы возбужденные ими силовые магнитные потоки всегда были направлены по касательной к окружной поверхности магнитопровода.

Конструктивная схема предлагаемого электродвигателя представлена на фиг. 1 (вид со стороны коллектора), на фиг. 2 показан электродвигатель в разрезе А-А; на фиг. 3 приведена схема соединения катушек электромагнитов между собой и с коллектором.

Статор состоит из нескольких, как минимум двух, полых сегментов 1 прямоугольного сечения, изготовляемых из магнитопроводящего материала, без обмоток. Якорь 2 электродвигателя состоит из кольцеобразного магнитопровода 3 с радиальными пазами 4 для размещения в них катушек электромагнитов таким образом, чтобы возбужденные в них магнитные силовые линии всегда были ориентированы вдоль касательной к окружному направлению движения якоря 2 для уменьшения протяженности силового магнитного потока. На одном валу 5 с якорем 2 устанавливается коллектор 6 с щетками 7. Обмотки якоря представляют собой "простую петлевую обмотку". Конструкция щеткодержателя позволяет свободное вращение щеток относительно своих осей и оси коллектора.

Электродвигатель схематично представляет собой два соленоида (статор) с одним общим бесконечной длины штоком, реализуемым конструктивно в виде кольцеобразного магнитопровода 3 якоря с катушками возбуждения. На фиг. 3 показана схематично катушка электромагнитов 3 позицией 8.

Щетки 7 (a, b, c, d) делят обмотки якоря 2 на четыре секции: k - m, k'- m', k - m' и k'- m. При подключении электродвигателя к сети секции k - m и k'- m' всегда находятся под напряжением, т.к. они расположены соответственно между щетками a - b и c - d разной полярности, а секции k - m' и k'- m находятся в обесточенном состоянии в связи с тем, что они находятся соответственно между щетками a - d, b - c одной полярности.

Электродвигатель работает следующим образом. При подаче напряжения на соответствующие клеммы катушки электромагнитов 8 возбуждают силовые магнитные потоки, в связи с чем якорь 2 начинает вращаться из-за непрерывного втягивания соленоидами бесконечной длины штока (магнитопровода 3). При этом возникшие в секциях возбуждения (к - m и k' - m') якоря 2 равные по величине магнитные потоки Ф₁ и Ф₂ будут всегда направлены в противоположные стороны, вследствие чего эти потоки являются замкнутыми только по соответствующим им сегментам 1.

Применение предлагаемого электродвигателя в технике позволит значительно повысить их к.п.д., а также снизить стоимость привода.

Источники информации
1.Авторское свидетельство СССР N 1483561 кл. H 02 K 27/06, 1989.

Область использования: регулируемый электропривод. Сущность изобретения: статор выполнен в виде двух полых сегментов из магнитных материалов без обмоток, а на якоре в форме кольцеобразного магнитопровода выполнены пазы для размещения в них электромагнитов таким образом, чтобы возбужденные ими силовые магнитные потоки были направлены по касательной к окружной поверхности магнитопровода. Технический результат: повышение к.п.д. электроприводов и снижение трудоемкости их производства. 3 ил.

Коллекторный электродвигатель, содержащий статор и якорь с электромагнитами, отличающийся тем, что статор выполнен в виде полых сегментов без обмоток, а в якоре установлен кольцеобразный магнитопровод с пазами, в которых электромагниты расположены так, чтобы возбужденные ими силовые магнитные потоки были направлены по касательной к окружной поверхности магнитопровода.