ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ МАШИНА Российский патент 2002 года по МПК H02K19/06 H02K19/02 H02K29/06 

Изобретение относится к электротехнике, а точнее к однофазным электрическим машинам для бытовой техники, например для компрессоров бытовых холодильников.

Известна электрическая машина, содержащая статор с двухзубцовыми полюсами и обмоткой из сосредоточенных катушек, размещенных на них, зубчатый безобмоточный ротор, и в пазах двухзубцовых полюсов расположены постоянные магниты, при этом на статоре число полюсов выполнено равным k, а на роторе число зубцов принято равным 2k, где k=2, 4, 6, 8... (Патент России 2059993, кл. 6 Н 02 К 19/06; 19/24. Опубл. Бюл. 13 от 10.05.96 г.).

Недостатком данного аналога является низкий кпд из-за большой паузы между соседними включениями катушек и неэффективного использования электромагнитных материалов.

Известна электрическая машина, принятая за прототип, содержащая статор с двухзубцовыми полюсами и обмоткой из сосредоточенных катушек, размещенных на них, зубчатый безобмоточный ротор, и в пазах двухзубцовых полюсов расположены постоянные магниты, при этом на статоре число полюсов выполнено равным k, а на роторе число зубцов принято равным 2k, где k=4, 6, 8... (Патент России 2040101, кл. 6 Н 02 К 19/06. Опубл. Бюл. 20 от 20.07.96 г.).

Недостатком данного прототипа является также низкий кпд из-за большой паузы между соседними включениями катушек.

Изобретение направлено на увеличение кпд электрической машины.

Для этого в электрической машине, содержащей зубчатый безобмоточный ротор, статор с двухзубцовыми полюсами и размещенными на них сосредоточенными катушками однофазной обмотки и расположенные в пазах двухзубцовых полюсов постоянные магниты согласной с катушками намагниченности, причем обмотка подключена к выходам электронного коммутатора с возможностью запитки в зависимости от углового положения ротора относительно статора, согласно изобретению на статоре число полюсов выполнено равным k, а на роторе число зубцов выбрано равным 3k, гдe k=4, 6, 8....

В электрической машине ширина коронок зубцов статора и ротора может быть выполнена равной (0,2. . . 0,6)t, а глубина пазов на статоре и на роторе - более 0,05t, где t - зубцовое деление ротора.

В отличие от прототипа в предлагаемой электрической машине за один оборот ротора происходит большее число включений катушек однофазной обмотки и тем самым достигается увеличение кпд, а соотношение при выборе ширины коронок зубцов статора и ротора и глубины пазов определяют его максимальные значения.

Устройство поясняется чертежами, где показано два сечения электрической машины с двумя положениями ротора:
на фиг.1 изображено положение зубцов ротора напротив магнитов при k=4;
на фиг.2 - положение зубцов ротора напротив зубцов статора при k=8.

Электрическая машина содержит статор 1 и ротор 2 (см. фиг.1, 2). На статоре расположены катушки 3, которые охватывают полюса 4, имеющие по два зубца 5, 6, между которыми вставлен магнит 7. Катушки 3 и магниты 7 имеют согласную намагниченность. Кроме этого, катушки 3 соединены в одну фазу и двумя выводами подключены к выходам электронного коммутатора с возможностью запитки в зависимости от углового положения ротора относительно статора (электронный коммутатор и датчик положения ротора относительно статора на фигурах не показаны).

При обесточенных катушках 3 под действием момента от постоянных магнитов 7 ротор 2 занимает стартовое положение (фиг.1). В этом положении магнитное сопротивление системы по отношению к постоянным магнитам является минимальным.

В показанной на фиг.1 электрической машине число полюсов k статора 1 равно четырем, а число зубцов ротора 2 равно двенадцати, т.е. 3k.

А в показанной на фиг.2 электрической машине число полюсов k статора 1 равно восьми, а число зубцов ротора 2 равно двадцати четырем, т.е. также 3k.

При подаче однополярного импульса тока в катушки 3 возникают магнитные силы притяжения зубцов ротора 2 к зубцам статора 1. Под действием вращающего момента ротор начинает вращаться и в положении, показанном на фиг.2, катушки 3 обесточиваются. Далее ротор вращается за счет накопленной кинетической энергии, пока ось зубца ротора не совпадет с осью паза полюса 4, т.е. в положении между зубцами 5, 6. Следующий импульс тока увеличивает частоту вращения ротора и таким образом двигатель постепенно выходит на заданный режим работы. Такое питание катушек 3 обеспечивает запуск электрической машины и вращение ротора 2.

Изобретение относится к области электротехники, а именно к однофазным электрическим машинам, и может быть использовано в бытовой технике. Сущность изобретения: электрическая машина содержит зубчатый безобмоточный ротор, статор с двухзубцовыми полюсами и обмоткой из сосредоточенных катушек, размещенных на них. Как минимум в одном из пазов двухзубцовых полюсов расположен постоянный магнит согласной с катушкой намагниченности, а обмотка подключена к выходам электронного коммутатора с возможностью запитки в зависимости от углового положения ротора относительно статора. На статоре число полюсов выполнено равным k, а на роторе число зубцов выбрано равным 3k, где k= 4,6,8. . . . Технический результат от использования данного изобретения заключается в повышении кпд электрической машины благодаря увеличению паузы между соседними включениями катушек обмотки статора. 1 з.п.ф-лы, 2 ил.

1. Электрическая машина, содержащая зубчатый безобмоточный ротор, статор с двухзубцовыми полюсами и обмоткой из сосредоточенных катушек, размещенных на них, и как минимум в одном из пазов двухзубцовых полюсов расположен постоянный магнит согласной с катушкой намагниченности, а обмотка подключена к выводам электронного коммутатора с возможностью запитки в зависимости от углового положения ротора относительно статора, отличающаяся тем, что на статоре число полюсов выполнено равным k, а на роторе число зубцов выбрано равным 3k, где k=4, 6, 8.... 2. Электрическая машина по п.1, отличающаяся тем, что ширина коронок зубцов статора и ротора выполнена равной (0,2÷0,6)t, где t - зубцовое деление ротора.