ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ Российский патент 2002 года по МПК H02K5/00 H02K23/00 

Изобретение относится к электродвигателям постоянного тока, которые могут быть успешно использованы для роторных и диафрагменных насосов.

Поиск аналогов показал на очень малый диапазон выбора двигателей постоянного тока, что относит данную конструкцию к разряду малоизвестных для частот вращения со скоростью 15000 об/мин при максимальном токе в 3,5 А и напряжении от 12 до 14 В.

К прототипу /1/ отнесен аналог (см. с. 379 Табл. 83 В.З. Васильев и др., кн.: Справочные таблицы по деталям машин - М.: Издательство "Машиностроение" М. 6-1966, с. 396 с ил.), где относительно нового технического решения имеется ряд отличительных признаков, которые играют существенную роль при использовании новой конструкции электродвигателя.

К недостаткам известной конструкции /1/ следует отнести значительные габариты и структуру внутреннего состояния составляющих его деталей, что не позволяет выполнить более компактное конструктивное решение для скоростных роторных и/или диафрагменных насосов.

Новое техническое решение направлено на исправление указанных недостатков.

Поставленная задача достигается тем, что электродвигатель (1), состоящий из корпуса (2) цилиндрической формы, с расположенным в нем валом (3), установленном на опорных подшипниках (4), с установленным на валу ротором (5) относительно индуктора (6), отличается тем, что подшипники (4) электродвигателя (1) выполнены в виде шара диаметром 6 мм усеченного с двух сторон двумя параллельно расположенными плоскостями (7 и 8), пересекаемыми по нормали цилиндрическим отверстием (9), диаметром в 2,3 мм с двумя оппозитно наклонными под углом фасками (10 и 11) в 0,3 мм, причем на шаровой поверхности подшипника выполнен цилиндрический поясок (12) с шириной в 1 мм, а расстояние между упомянутыми параллельно расположенными срезами плоскостей (7 и 8) составляет 4,3 мм, при этом материал подшипника выбран из разряда цветных металлов типа Бр ОГ 10-1А, а один из подшипников (4), предназначен для взаимодействия со сфероидальной поверхностью центрального отверстия щита (13), в котором он расположен, причем вторую часть сферы подшипника (4) обжимают, как минимум, четырьмя лепестками (14-17), разделенными по сфере между собой, соединенными с корпусом щита (13), при этом щит (13) выполняют с двумя стойками (15), обеспечивающими установку пружин (16), соединенных с токосъемниками (17 и 18), служащими для поджатия токосъемного устройства к коллектору (19) ротора (5) относительно опорного выступа (20), выполненного на скобе (21), в пазу которой расположен медно-графитовая токосъемная щетка (22), а пара других стоек (23 и 24), обеспечивают удержание токосъемных проводов, одновременно оси токосъемных щеток (22), смещены в оппозитном направлении относительно поворотной оси коллектора (19), а острый угол токосъемной щетки находится на выходе пластин коллектора при их вращении, причем удержание пружин (16) от осевого смещения достигают за счет развальцовки торцов осей (15), удерживающих пружины (16) в радиальном направлении, при этом щит (13) снабжен пазами (25), служащими для взаимосвязи в радиальном и осевом направлениях с внешним корпусом (2), якорь ротора (5) в каждой секции содержит от 49 до 51 витков, которые при средней длине витка в 4,6 см изменяют сопротивление якоря от 0,5 до 0,9 Ом, а схема обмотки связана секциями с расположенными в них витками в виде номеров последовательно расположенных секций, выраженных рядом чисел 5:1, 1:2, 2:3 и 3:4, причем длина щеток (26) коллектора (19) не превышает 6,6 мм, а диаметр коллектора составляет 6,3 мм, при этом осевое смещение ротора (5) относительно индуктора (6) регулируют установочными оппозитно размещенными на валу шайбами (27), в пределах от 1,5 до 2,5 мм, а консольный участок вала ротора снабжен лыской (28), что способствует его взаимосвязи с насосом роторного или диафрагменного типа, при наружном диаметре двигателя в 28,1 мм.

Графические изображения:
Фиг.1. Кинематическое изображение электродвигателя; фиг.2 - разрез электродвигателя с показом ротора и иных сопрягаемых с ним деталей; фиг.3 - вид А на торец электродвигателя.

Описание электродвигателя с учетом отличительных от прототипа /1/ признаков.

Электродвигатель (1), состоящий из корпуса (2) цилиндрической формы, с расположенным в нем валом (3), установленном на опорных подшипниках (4), с установленным на валу ротором (5) относительно индуктора (6), выполняется таким образом, что:
- подшипники (4) электродвигателя (1) выполняют в виде шара диаметром 6 мм, усеченного с двух сторон двумя параллельно расположенными плоскостями (7 и 8), пересекаемыми по нормали цилиндрическим отверстием (9), диаметром в 2,3 мм с двумя оппозитно наклонными под углом фасками (10 и 11) в 0,3 мм;
- на шаровой поверхности подшипника выполнен цилиндрический поясок (12) с шириной в 1 мм, а расстояние между упомянутыми параллельно расположенными срезами плоскостей (7и 8) составляет 4,3 мм;
- материал подшипника выбран из разряда цветных металлов Бр ОГ 10-1А;
- один из подшипников (4), предназначен для взаимодействия со сфероидальной поверхностью центрального отверстия щита (13), в котором он расположен;
- вторую часть сферы подшипника (4) обжимают, как минимум, четырьмя лепестками (14-17), разделенными по сфере между собой, соединенными с корпусом щита (13);
- щит (13) выполняют с двумя стойками (15), обеспечивающими установку пружин (16), соединенных с токосъемниками (17 и 18), служащими для поджатия токосъемного устройства к коллектору (19) ротора (5) относительно опорного выступа (20), выполненного на скобе (21), в пазу которой расположен медно-графитовая токосъемная щетка (22);
- пара других стоек (23 и 24) обеспечивает удержание токосъемных проводов;
- оси токосъемных щеток (22) смещены в оппозитном направлении относительно поворотной оси коллектора (19);
- острый угол токосъемной щетки находится на выходе пластин коллектора при их вращении;
- удержание пружин (16) от осевого смещения достигают за счет развальцовки торцов осей (15), удерживающих пружины (16) в радиальном направлении;
- щит (13) снабжен пазами (25), служащими для взаимосвязи в радиальном и осевом направлениях с внешним корпусом (2), якорь ротора (5) в каждой секции содержит от 49 до 51 витков, которые при средней длине витка в 4,6 см изменяют сопротивление якоря от 0,5 до 0,9 Ом;
- схема обмотки связана секциями с расположенными в них витками в виде номеров последовательно расположенных секций, выраженных рядом чисел 5:1, 1: 2, 2:3 и 3:4;
- длина щеток (26) коллектора (19) не превышает 6,6 мм, а диаметр коллектора составляет 6,3 мм;
- осевое смещение ротора (5) относительно индуктора (6) регулируют установочными оппозитно размещенными на валу шайбами (27), в пределах от 1,5 до 2,5 мм;
- консольный участок вала ротора снабжен лыской (28), что способствует их взаимосвязи с насосом роторного или диафрагменного типа, при наружном диаметре двигателя в 28,1 мм.

Пример выполнения электродвигателя.

Электродвигатель (1), состоящий из корпуса (2) цилиндрической формы, с расположенным в нем валом (3), установленном на опорных подшипниках (4), с установленным на валу ротором (5) относительно индуктора (6), выполняется таким образом, что:
1. подшипники (4) электродвигателя (1), выполняются в виде шара диаметром 6 мм, усеченного с двух сторон двумя параллельно расположенными плоскостями (7 и 8), пересекаемыми по нормали цилиндрическим отверстием (9), диаметром в 2,3 мм с двумя оппозитно наклонными под углом фасками (10 и 11) в 0,3 мм;
2. на шаровой поверхности подшипника выполнен цилиндрический поясок (12) с высотой в 1 мм, а расстояние между упомянутыми параллельно расположенными срезами плоскостей (7 и 8) составляет 4,3 мм;
3. материал подшипника выбран из разряда цветных металлов Бр ОГ 10-1А;
4. один из подшипников (4) предназначен для взаимодействия со сфероидальной поверхностью центрального отверстия щита (13), в котором он расположен;
5. вторую часть сферы подшипника (4) обжимают, как минимум, четырьмя лепестками (14-17), разделенными по сфере между собой, соединенными с корпусом щита (13);
6. щит (13) выполняют с двумя стойками (15), обеспечивающими установку пружин (16), соединенных с токосъемниками (17 и 18), служащими для поджатия токосъемного устройства к коллектору (19) ротора (5) относительно опорного выступа (20), выполненного на скобе (21), в пазу которой расположен медно-графитовая токосъемная щетка (22);
7. пара других стоек (23 и 24), обеспечивает удержание токосъемных проводов;
8. оси токосъемных щеток (22), смещены в оппозитном направлении относительно поворотной оси коллектора (19);
9. острый угол токосъемной щетки находится на выходе пластин коллектора при их вращении;
10. удержание пружин (16) от осевого смещения достигают за счет развальцовки торцов осей (15), удерживающих пружины (16) в радиальном направлении;
11. щит (13) снабжен пазами (25), служащими для взаимосвязи в радиальном и осевом направлениях с внешним корпусом (2), якорь ротора (5) в каждой секции содержит от 49 до 51 витков, которые при средней длине витка в 4,6 см изменяют сопротивление якоря от 0,5 до 0,9 Ом;
12. схема обмотки связана секциями с расположенными в них витками в виде номеров последовательно расположенных секций выраженных рядом чисел 5:1, 1: 2, 2:3 и 3:4;
13. длина щеток (26) коллектора (19) не превышает 6,6 мм, а диаметр коллектора составляет 6,3 мм;
14. осевое смещение ротора (5) относительно индуктора (6) регулируют установочными оппозитно размещенными на валу шайбами (27), в пределах от 1,5 до 2,5 мм;
15. консольный участок вала ротора снабжен лыской (28), что способствует его взаимосвязи с насосом роторного или диафрагменного типа, при наружном диаметре двигателя в 28,1 мм.

Промышленная полезность нового технического решения заключается в высокой скорости вращения вала ротора за счет введения ряда НОУ-ХАУ, которые помогают без введения аэростатических опор создавать потребные подачи потоков жидкости при взаимосвязи с диафрагменными и роторного типа насосами.

Экономическая перспектива нового решения заключается в практической его реализации на внутреннем рынке России в первые месяцы маркетинговых исследований 2000 года, с учетом того, что данный вид продукции подпадает под действие международных стандартов ИСО 9000 и 9001.

Электродвигатель постоянного тока предназначен для использования в роторных и диафрагменных насосах. Электродвигатель содержит корпус, вал, установленный на опорных подшипниках, выполненных в виде усеченных с двух сторон шаров из цветных металлов типа Бр ОГ 10-1А, подпружиненные токосъемники, якорь ротора, имеющий в каждой секции 49 - 51 витков, причем консольные участки вала снабжены дисками и пересекающими их по нормали отверстиями для взаимосвязи с насосом. Изобретение обеспечивает уменьшение габаритов и высокую скорость вращения вала, что, в свою очередь, обеспечивает потребные подачи потока жидкости при использовании электродвигателя в качестве привода для высокоскоростных насосов. 3 ил.

Электродвигатель (1), состоящий из корпуса (2) цилиндрической формы с расположенным в нем валом (3), установленным на опорных подшипниках (4), с установленным на валу ротором (5) относительно индуктора (6), отличающийся тем, что подшипники (4) электродвигателя (1) выполнены в виде шара диаметром 6 мм, усеченного с двух сторон двумя параллельно расположенными плоскостями (7 и 8), пересекаемыми по нормали цилиндрическим отверстием (9) диаметром в 2,3 мм с двумя оппозитно наклонными под углом фасками (10 и 11) в 0,3 мм, причем на шаровой поверхности подшипника выполнен цилиндрический поясок (12) шириной в 1 мм, а расстояние между упомянутыми параллельно расположенными срезами плоскостей (7 и 8) составляет 4,3 мм, при этом материал подшипника выбран из разряда цветных металлов Бр ОГ 10-1А, а один из подшипников (4) предназначен для взаимодействия со сфероидальной поверхностью центрального отверстия щита (13), в котором он расположен, причем вторую часть сферы подшипника (4) обжимают, как минимум, четырьмя лепестками (14, 17), разделенными по сфере между собой, соединенными с корпусом щита (13), при этом щит (13) выполняют с двумя стойками (15), обеспечивающими установку пружин (16), соединенных с токосъемниками (17, 18), служащими для поджатия токосъемного устройства к коллектору (19) ротора (5) относительно опорного выступа (20), выполненного на скобе (21), в пазу которой расположена медно-графитовая токосъемная щетка (22), а пара других стоек (23 и 24) обеспечивает удержание токосъемных проводов, одновременно оси токосъемных щеток (22) смещены в оппозитном направлении относительно поворотной оси коллектора (19), а острый угол токосъемной щетки находится на выходе пластин коллектора при их вращении, причем удержание пружин (16) от осевого смещении достигают за счет развальцовки торцов осей (15), удерживающих пружины (16) в радиальном направлении, при этом щит (13) снабжен пазами (25), служащими для взаимосвязи в радиальном и осевом направлениях с внешним корпусом (2), якорь ротора (5) в каждой секции содержит 49 - 51 витков, которые при средней длине витка в 4,6 см изменяют сопротивление якоря от 0,5 до 0,9 Ом, а схема обмотки связана секциями с расположенными в них витками в виде номеров последовательно расположенных секций, выраженных рядом чисел 5: 1, 1: 2, 2: 3 и 3: 4, причем длина щеток (26) коллектора (19) не превышает 6,6 мм, а диаметр коллектора составляет 6,3 мм, при этом осевое смещение ротора (5) относительно индуктора (6) регулируют установочными оппозитно размещенными на валу шайбами (27) в пределах 1,5 - 2,5 мм, а консольный участок вала ротора снабжен лыской (28), что способствует его взаимосвязи с насосом роторного или диафрагменного типа при наружном диаметре двигателя в 28,1 мм.