ЭЛЕКТРОПРИВОД (ВАРИАНТЫ) Российский патент 2003 года по МПК H02K21/12 

Описание патента на изобретение RU2219642C2

Заявляемое изобретение относится к электротехнике, в частности к магнитоэлектрическим машинам, и может быть использовано при изготовлении электроприводов различного назначения, например, в вентиляторных установках, компрессорах, в колесе электромобиля и др.

Известны электрические машины торцевого типа, в которых ротор представляет собой диск, на торцевых поверхностях которого по окружности расположены постоянные магниты чередующейся полярности. Статор таких машин выполнен в виде диска (кольца), установленного соосно ротору, причем на торцевых поверхностях статора выполнены электромагнитные статорные катушки. К этому типу электрических машин относится, например, бесщеточный электродвигатель (электропривод) постоянного тока [1] . Известное устройство содержит по меньшей мере один установленный на валу ротор, выполненный в виде многополюсного магнитного диска, состоящего из секций, расположенных по окружности, причем полярность секций чередуется. Также устройство содержит по меньшей мере один дисковый статорный элемент, который определяет положение ротора, устройство для установки ротора (роторов) и статорного элемента (элементов) на общей оси, датчик для определения положения многополюсного магнитного диска относительно статорного элемента и устройство для определения профиля магнитного поля в статорных элементах. На статорные элементы намотаны две обмотки, подача тока в одну из которых определяет полярность статорных полюсов. Данное устройство сложно в изготовлении, при этом наибольшую сложность представляет изготовление дисковых роторов с магнитными полюсами чередующейся полярности.

Наиболее близким к заявляемому изобретению аналогом является электрическая машина, имеющая ротор с когтеобразными полюсами [2, стр.31]. Ротор такой машины представляет собой закрепленный на немагнитном валу цилиндрический аксиально намагниченный постоянный магнит, к торцевым поверхностям которого прикреплены две шайбы с полюсными выступами - "когтями". Шайбы выполнены из магнитно-мягкого материала, при этом все полюсы одной шайбы являются северными, а другой - южными. Полюсные выступы развернуты параллельно образующей цилиндра постоянного магнита, а шайбы ротора смещены друг относительно друга так, что полюсы одной из них находятся между полюсами другой.

Для увеличения мощности машины ротор выполняют многосекционным [2, стр. 32] . При этом на одном валу устанавливают несколько секций, каждая из которых состоит их двух шайб с когтеобразными полюсами и размещенного между ними цилиндрического магнита, намагниченного в аксиальном направлении. При сборке многосекционного ротора магниты в смежных секциях ориентируют друг к другу одноименными полюсами.

Известные конструкции электрических машин с когтеобразными роторами обладают тем преимуществом, что имеют только один магнит, надежно закрепленный между двумя шайбами. Это обеспечивает высокую ударопрочность ротора. В то же время такие роторы достаточно сложны в изготовлении. Кроме того, при высоких оборотах под действием центробежных сил возможен отгиб "когтей". Чтобы предотвратить это, требуется специальное усиление конструкции, что приводит к увеличению ее веса. Поскольку в известной конструкции реализуется радиальное взаимодействие ротора и статора, машины имеют большие радиальные габариты.

Технической задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является разработка простого в изготовлении, надежного и компактного электропривода. Заявляются два варианта решения поставленной задачи.

Сущность заявляемого изобретения по первому варианту заключается в том, что в электроприводе, ротор которого выполнен в виде двух шайб с распределенными по окружности полюсами и размещенного между шайбами цилиндрического магнита, намагниченного в аксиальном направлении, таким образом, что полюсы каждой из шайб являются одноименными, а по отношению к полюсам другой шайбы - разноименными, а статор выполнен в виде распределенных по окружности катушек, согласно изобретению, полюсы ротора образованы зубьями, выполненными по внутренней окружности обеих шайб, обращенными к оси устройства и расположенными в плоскостях, перпендикулярных оси устройства, а полюсы катушек статора размещены с возможностью торцевого взаимодействия с полюсами ротора.

В отличие от известного устройства ротор заявляемого электропривода не имеет когтеобразных полюсных выступов (полюсов). Полюсы ротора образованы зубьями, которые выполнены по внутренней окружности обеих шайб, выполняющих функцию магнитопроводов. Это обеспечивает хорошую технологичность изготовления ротора и его конструктивную прочность.

За счет того, что полюсы ротора выполнены по внутренней окружности шайб обращенными к оси устройства, цилиндрический магнит имеет максимальный радиальный размер для заданного радиального габаритного размера устройства. Это позволяет существенно увеличить мощность электропривода.

Благодаря тому, что полюсы ротора расположены в плоскостях, перпендикулярных оси устройства, а полюсы статора размещены с возможностью торцевого взаимодействия с полюсами ротора, появляется возможность уменьшить радиальные габариты устройства.

В частности, полюсы статора могут быть размещены в пространстве между упомянутыми полюсами ротора, выполненными на обеих шайбах. Это позволяет увеличить мощность электропривода, так как в пространстве между полюсами ротора магнитное поле имеет наибольшую напряженность.

Шайбы ротора, одна или обе, могут быть выполнены в виде плоского диска, имеющего зубья-полюсы по внешней окружности, в этом случае полюсы ротора будут в одной плоскости с соответствующей шайбой, а также могут иметь тарельчатую форму. Это позволяет оптимизировать габариты устройства в зависимости от используемых магнита, статора, требуемой мощности, а также габаритов конструкции, в которой предполагается монтировать электропривод.

В зависимости от конструкции статора полюсы ротора, выполненные на одной шайбе, могут быть расположены в осевом направлении как напротив полюсов ротора, выполненных на другой шайбе, так и между ними. Принимая во внимание, что принцип работы таких устройств основан на поочередном переключении распределенных по окружности катушек статора, магнитное поле которых взаимодействует с полюсами ротора, последний вариант расположения полюсов ротора обеспечивает более равномерное вращение ротора, так как фактически в два раза увеличивает общее число полюсов ротора.

Дополнительно, полюсы ротора, выполненные на каждой из шайб, могут иметь Г-образный полюсный выступ, одна сторона которого ориентирована в осевом направлении, а другая размещена между полюсами ротора, выполненными на другой шайбе, в одной плоскости с последними. Это позволяет сконцентрировать магнитное поле ротора и увеличить мощность электропривода.

Возможно выполнение ротора, когда шайбы выполнены как одно целое с магнитом, образуя его полюсы. Это предполагает изготовление магнита сложной конфигурации, однако позволяет избежать потерь в шайбах-магнитопроводах и, соответственно, увеличить напряженность магнитного поля в зазоре между полюсами ротора. Возможен вариант, когда магнит выполняется из двух симметричных деталей, соединяемых в плоскости, перпендикулярной оси устройства. В этом случае упрощаются как изготовление магнита, так и сборка устройства.

Сущность заявляемого изобретения по второму варианту заключается в том, что в электроприводе, ротор которого состоит из одной или нескольких секций, каждая из которых выполнена в виде двух шайб с распределенными по окружности полюсами и размещенного между шайбами цилиндрического магнита, намагниченного в аксиальном направлении, таким образом, что полюсы каждой из шайб являются одноименными, а по отношению к полюсам другой шайбы - разноименными, причем полюсы ротора одной шайбы размещены между полюсами ротора другой шайбы, а статор выполнен в виде распределенных по окружности катушек, согласно изобретению, в каждой секции ротора одна или обе шайбы выполнены тарельчатой формы, а полюсы ротора образованы зубьями, выполненными по внутренней окружности обеих шайб, обращенными к оси устройства и расположенными в одной плоскости, перпендикулярной оси устройства, при этом полюсы катушек статора размещены с возможностью торцевого взаимодействия с полюсами ротора.

Так же, как и по первому варианту, в отличие от известного ротор заявляемого устройства не имеет когтеобразных полюсных выступов (полюсов). Полюсы ротора образованы зубьями, которые выполнены по внутренней окружности обеих шайб Это обеспечивает хорошую технологичность изготовления ротора и его конструктивную прочность.

Благодаря тому, что полюсы ротора расположены в одной плоскости, перпендикулярной оси устройства, что обеспечивается тарельчатой формой шайб, а полюсы статора размещены с возможностью торцевого взаимодействия с полюсами ротора, появляется возможность уменьшить радиальные габариты устройства.

Так же, как и для первого варианта, за счет того, что полюсы ротора выполнены по внутренней окружности шайб обращенными к оси устройства, цилиндрический магнит имеет максимальный радиальный размер для заданного радиального габаритного размера устройства. Это позволяет существенно увеличить мощность электропривода.

В случае многосекционного ротора смежные шайбы в области цилиндрических магнитов соединяются друг с другом, а цилиндрические магниты смежных секций ориентируются друг к другу одноименными полюсами. Изготовление электропривода многосекционным позволяет увеличивать его мощность.

Так же, как и для первого варианта, в зависимости от конструкции статора полюсы смежных шайб многосекционного ротора могут быть расположены в осевом направлении как напротив друг друга, так и в промежутках между друг другом. Последнее обеспечивает более равномерное вращение ротора.

Дополнительно, в случае расположения полюсов смежных шайб многосекционного ротора в промежутках между друг другом эти смежные шайбы могут быть выполнены в виде одной шайбы с полюсами для обеих соседних секций.

Как и в первом варианте, возможно выполнение ротора, когда шайбы выполнены как одно целое с магнитом, образуя его полюсы, в том числе когда магнит выполняется из двух симметричных деталей, соединяемых в плоскости, перпендикулярной оси устройства.

Сущность заявляемого изобретения (вариантов) поясняется графическими материалами, на которых изображено:
фиг. 1 - электропривод по первому варианту, соединенный, в качестве примера использования, с центробежным вентилятором;
фиг.2 - пример выполнения шайбы ротора;
фиг. 3 - электропривод по первому варианту, соединенный, в качестве примера использования, с ободом колеса транспортного средства;
фиг. 4 - пример ротора электропривода по первому варианту, у которого полюсы, выполненные на одной шайбе, расположены в осевом направлении напротив полюсов, выполненных на другой шайбе;
фиг.5 - пример ротора электропривода по первому варианту с шайбами тарельчатой формы, причем полюсы разных шайб расположены в разных плоскостях с возможностью размещения между ними полюсов статора;
фиг.6 - пример ротора электропривода по первому варианту, у которого одна из шайб выполнена тарельчатой формы, причем полюсы обеих шайб расположены в одной плоскости;
фиг. 7 - пример ротора электропривода по первому варианту с дополнительными Г-образными полюсными выступами;
фиг. 8 - пример ротора электропривода по первому варианту, в котором шайбы выполнены как одно целое с магнитом;
фиг. 9 - пример ротора электропривода по первому варианту, в котором шайбы выполнены как одно целое с магнитом и состоят из двух симметричных деталей, соединяемых в плоскости, перпендикулярной оси устройства;
фиг. 10 - пример двухсекционного ротора электропривода по второму варианту;
фиг. 11 - пример двухсекционного ротора электропривода по второму варианту для случая, когда смежные шайбы выполнены в виде одной шайбы с полюсами для обеих смежных секций;
фиг. 12, фиг. 13 и фиг.14 - примеры размещения полюсов статора относительно полюсов ротора, поясняющие работу электропривода.

Ротор заявляемого изобретения по первому варианту (см. фиг.1 - фиг.7) содержит установленные на оси 1 шайбы 2 и 3, а также аксиально намагниченный цилиндрический магнит 4, размещенный между шайбами 2 и 3, которые выполняют функцию магнитопроводов. По внутренней окружности шайбы 2 и 3 имеют полюсы 5 и 6 соответственно, выполненные в виде зубьев, обращенных к оси устройства.

Шайбы 2 и 3 могут быть установлены таким образом, что полюсы 5 и 6 располагаются напротив друг друга (см. фиг.1, фиг.3, фиг.4), или могут быть повернуты таким образом, что в осевом направлении полюсы 5 располагаются между полюсами 6 и наоборот (см. фиг.5). Здесь и далее на фиг.4 - фиг.7, а также фиг.10 и фиг.11 на плане а) показан ротор в осевом разрезе, а на плане б) показана развертка ротора со стороны оси устройства.

Катушки 7 статора могут быть установлены с любой стороны относительно полюсов 5 и 6 таким образом, чтобы обеспечивалось их торцевое взаимодействие. Наиболее предпочтительным является вариант установки катушек 7 статора в зазоре между полюсами 5 и 6 (см. фиг.1, фиг.3 - фиг.5), при этом полюсные наконечники 8 и 9 катушек 7 статора располагаются напротив полюсов 5 и 6 ротора соответственно.

Шайбы 2 и 3 ротора вместе с размещенным между ними цилиндрическим магнитом 4 (см. фиг.1, фиг.3) удерживаются, например, с помощью держателя 10, выполненного в виде диска из немагнитного материала и установленного на оси 1 посредством подшипников 11. Одновременно держатель 10 может выполнять функцию соединительного элемента, к которому крепится и приводимый во вращение механизм.

В частности, на фиг.1 показан пример соединения заявляемого электропривода с центробежным вентилятором, когда держатель 10 одновременно является задним диском вентилятора, с закрепленными на нем вентиляторными лопатками 12.

Другой пример использования заявляемого электропривода представлен на фиг. 3, где держатель 10 одновременно является ободом колеса транспортного средства и имеет соответствующие закраины 13, удерживающие колесную шину 14.

Катушки 7 статора (см. фиг.1, фиг.3) удерживаются, например, с помощью держателя 15, выполненного в виде диска, жестко установленного на оси 1.

Одна или обе шайбы 2 и 3 могут быть выполнены тарельчатой формы, как показано на фиг. 5 и фиг.6. Такая форма позволяет оптимизировать зазор между полюсами 5 и 6 в зависимости от осевого размера магнита 4, а также формы и размеров катушек 7 статора.

В частности, на фиг.5 показан пример реализации заявляемого электропривода в случае, когда для обеспечения большой коэрцитивной силы магнит 4 имеет большой осевой размер, а катушки 7 статора выполнены плоскими, например, в виде печатных проводников на плате, закрепленной на держателе 15. В этом случае для установления требуемого зазора между полюсами 5, 6 ротора и катушками 7 статора шайбы 2 и 3 выполнены тарельчатой формы. Шайбы 2 и 3 тарельчатой формы могут быть изготовлены, например, штамповкой.

На фиг.6 показан пример реализации заявляемого электропривода в случае, когда одна из шайб (шайба 3) выполнена тарельчатой формы, при этом полюсы 6 этой шайбы 3 размещены между полюсами 5 шайбы 2 в одной плоскости с последними. В этом случае катушки 7 статора можно разместить в пространстве, образованном вогнутой частью шайбы 3, минимизировав тем самым осевой габаритный размер устройства.

Другой пример реализации ротора для заявляемого устройства по первому варианту представлен на фиг.7. Ротор электропривода содержит шайбы 2 и 3, а также аксиально намагниченный цилиндрический магнит 4, размещенный между ними. По внутренней окружности шайбы 2 и 3 имеют полюсы 5 и 6 соответственно, выполненные в виде зубьев. Дополнительно полюсы 5 и 6 имеют Г-образные полюсные выступы 16 и 17, одна сторона которых ориентирована в осевом направлении, с другая размещена между полюсами 6 и 5, соответственно, в одной плоскости с последними. В пространстве, образованном полюсами 5 и полюсными выступами 16, а также полюсами 6 и полюсными выступами 17, размещены катушки 7 статора. Такая конструкция позволяет увеличить мощность электропривода.

Фиг.8 иллюстрирует пример выполнения шайб 2 и 3 как одно целое с магнитом 4. В этом случае формуется аксиально намагниченный кольцеобразный магнит, имеющий цилиндрическую часть 18 и полюсные части 19, 20. При этом полюсные части 19 и 20 по внешней окружности выполнены в виде зубьев, выполняющих функции полюсов ротора. Чтобы смонтировать статор, разместив его катушки 7 в зазоре между полюсами такого ротора, статор должен быть разборным. Поскольку это не всегда удобно, упомянутый кольцеобразный магнит может быть изготовлен из двух аксиально намагниченных магнитов 21 и 22 (см. фиг.9), собираемых разноименными полюсами навстречу друг другу. Последний вариант удобен еще и тем, что для изготовления магнитов 21 и 22 используются более простые формы.

На фиг.10 представлен двухсекционный ротор заявляемого электропривода по второму варианту. Первая секция этого ротора содержит шайбы 23 и 24 с соответствующими полюсами 25 и 26, выполненными в виде зубьев, а также аксиально намагниченный цилиндрический магнит 27, размещенный между шайбами 23 и 24, выполняющими функцию магнитопроводов. Вторая секция ротора выполнена аналогично и содержит шайбы 28 и 29 с соответствующими полюсами 30 и 31, выполненными в виде зубьев, а также аксиально намагниченный цилиндрический магнит 32, размещенный между шайбами 28 и 29. Шайба 24 первой секции и шайба 29 второй секции выполнены тарельчатыми таким образом, что их полюсы 26 и 31 размещаются между полюсами 25 шайбы 23 и полюсами 30 шайбы 28, соответственно, в одних плоскостях с последними. С целью унификации деталей ротора все шайбы 23, 24, 28 и 29 могут быть выполнены тарельчатыми с едиными размерами, при этом полюсы соответствующих шайб будут располагаться в плоскостях центрального сечения обеих секций. При сборке обе секции ротора плотно соединяют друг с другом, при этом магниты 27 и 32 ориентируют друг к другу одноименными полюсами. Для предотвращения осевого смещения секций за счет отталкивающего усилия, возникающего при такой установке магнитов 27 и 32, в конструкции предусмотрены стопорящие детали (на фиг.10 не показаны). Предпочтительным при осуществлении данного варианта заявляемого электропривода является размещение катушек 7 статора в зазоре между полюсами шайб 23, 24 и 28, 29.

Можно выполнить шайбы 23, 24 и магнит 27, а также шайбы 28, 29 и магнит 32 как одно целое, в том числе состоящими из двух одинаковых частей, аналогично тому, как показано на фиг.8 и фиг.9 для первого варианта заявляемого электропривода.

На фиг. 11 представлен пример выполнения заявляемого электропривода по второму варианту с двухсекционным ротором, состоящим из шайбы 23 и магнита 27 первой секции, шайбы 28 и магнита 32 второй секции, а также шайбы 33, смежной для обеих секций. Зубья 34 и 35 шайбы 33 отогнуты поочередно в стороны первой и второй секций и образуют вместе с зубьями 25 шайбы 23 и зубьями 30 шайбы 28 полюсы ротора. В зазоре между последними устанавливаются катушки 7 статора.

Работа заявленных устройств основана на электромагнитном взаимодействии попеременно включаемых и выключаемых катушек статора с полюсами ротора и аналогична работе известных электроприводов [1, 2]. Примеры, поясняющие работу устройств, представлены на фиг.12, фиг.13 и фиг.14, на которых показаны полюсы 5 и 6 ротора, а также электрическая катушка 7 статора и полюсные наконечники 8 и 9 ее сердечника. Там же стрелкой указано направление вращения ротора.

На фиг. 12 представлен вариант, когда разноименные полюсы 5 и 6 ротора расположены в разных плоскостях и ориентированы напротив друг друга. В этом случае статор, выполненный в виде распределенных по окружности катушек 7, размещен в зазоре между полюсами 5 и 6, а его полюсные наконечники 8 и 9 расположены оппозитно друг другу и обращены к полюсам 5 и 6 статора соответственно, обеспечивая торцевое взаимодействие с последними. Попеременное подключение напряжения U к катушке 7 статора, в том числе смена полярности напряжения U, приводит к созданию разноименных магнитных полюсов на полюсных наконечниках 8 и 9. Образовавшееся между полюсными наконечниками 8 и 9 катушки 7 статора магнитное поле взаимодействует с постоянным магнитным полем, существующим между зубьями 5 и 6 ротора.

Последовательность переключения катушки 7 статора в зависимости от положения полюсов 5 и 6 ротора также показана на фиг.12. В положении, изображенном на фиг.12а, полюсные наконечники 8 и 9 катушки 7 статора притягивают полюсы 5 и 6 ротора, имеющие намагниченность противоположного знака, что вызывает вращение ротора. Когда ротор поворачивается в положение, при котором срединная часть его полюсов 5 и 6 размещается напротив полюсных наконечников 8 и 9 катушки 7 статора (фиг.12б), питающее напряжение U отключается. Ротор продолжает вращение по инерции и смещается до положения, указанного на фиг. 12в. В этот момент на катушку 7 статора подается напряжение U противоположной полярности и полюсные наконечники 8 и 9 катушки 7 статора отталкивают одноименные магнитные полюсы 5 и 6 ротора, вращая его в заданном направлении. При дальнейшем смещении ротора в положение, когда полюсные наконечники 8 и 9 катушки 7 статора размещаются в средней части пространства между полюсами 5 и 6 ротора (см. фиг.12г), питающее напряжение U отключается от катушки 7 статора. Затем, после смещения ротора по инерции в направлении вращения, процесс повторяется.

При расположении разноименных полюсов 5 и 6 ротора в одной плоскости (см. фиг. 13) полюсные наконечники 8 и 9 катушки 7 статора размещаются с одной стороны от указанной плоскости, при этом угловое расстояние между полюсными наконечниками 8 и 9 равно угловому расстоянию между соседними полюсами 5 и 6 ротора. Попеременное подключение напряжения U к катушке 7 статора приводит к созданию на полюсных наконечниках 8 и 9 разноименных магнитных полей, взаимодействующих с постоянным магнитным полем, существующим между полюсами 5 и 6 ротора.

В положении, изображенном на фиг.13а, полюсные наконечники 8 и 9 катушки 7 статора отталкивают одноименные магнитные полюсы 5 и 6 ротора и притягивают разноименные магнитные полюсы 6 и 5 ротора, что вызывает его вращение. Когда ротор поворачивается в положение, при котором срединная часть его полюсов 5 и 6 размещается напротив полюсных наконечников 9 и 8 катушки 7 статора (фиг.13б), питающее напряжение U отключается от катушки 7 статора. Ротор продолжает вращение по инерции и смещается до положения, указанного на фиг. 13в. После этого на катушку статора 7 подается питающее напряжение U противоположной полярности. При этом полюсные наконечники 8 и 9 отталкивают одноименные магнитные полюсы 6 и 5 ротора и притягивают разноименные полюсы 5 и 6 ротора. Когда ротор поворачивается в положение, при котором срединная часть его полюсов 5 и 6 размещается напротив полюсных наконечников 8 и 9 катушки 7 статора (фиг.13г), питающее напряжение U отключается от катушки 7 статора. После смещения ротора по инерции в направлении вращения процесс повторяется.

В случае выполнения устройства, когда полюсы 5 и 6 ротора расположены в разных плоскостях и в осевом направлении друг между другом, статор может быть выполнен в виде расположенных по окружности катушек 7, имеющих полюсные наконечники 8 и 9, ориентированные к полюсам 5 и 6 соответственно, при этом угловое расстояние между полюсными наконечниками 8 и 9 выбирается равным угловому расстоянию между соседними полюсами 5 и 6. На фиг 14, представляющей данный пример реализации изобретения, показаны четыре фазы угловых положений ротора и соответствующая им подача питающего напряжения U на катушку 7 статора. Работа устройства в данном случае аналогична работе устройства, проиллюстрированной на фиг.12.

Источники информации
1. Патент США 5440185, МПК 6 Н 02 К 21/12, опубл. 1995.

2. В.А. Балагуров, Ф.Ф. Галатеев. Электрические генераторы с постоянными магнитами. - М.: Энергия, 1988 - прототип.

Похожие патенты RU2219642C2

название год авторы номер документа
ЭЛЕКТРОПРИВОД (ВАРИАНТЫ) 1999
  • Лопатинский Эдвард
  • Розенфельд Савелий
  • Хиврич С.Ф.
  • Чуриков П.М.
  • Федосов Ю.И.
  • Евсеев Р.К.
RU2219643C2
КОЛЬЦЕВОЙ МОТОР 2008
  • Хесле Маркус
RU2452578C2
Синхронная электрическая машина 1985
  • Каасик Пауль Юлиусович
  • Мельников Сергей Юрьевич
  • Дубровский Александр Львович
SU1319179A1
Шаговый электродвигатель 1989
  • Соков Алексей Иванович
  • Касторнова Лидия Васильевна
SU1737654A1
ШАГОВЫЙ ДВИГАТЕЛЬ НЕРЕВЕРСИВНЫЙ 1988
  • Краснопевцев Александр Иванович
RU2030077C1
ЧАСОВОЙ СЕМИСЕГМЕНТНЫЙ ИНДИКАТОР 1988
  • Краснопевцев Александр Иванович
RU2050573C1
ШАГОВЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ УНОСИМИГ 1990
  • Краснопевцев Александр Иванович
  • Шватов Виктор Александрович
RU2030078C1
Моментный электродвигатель постоянного тока 1981
  • Теплинский Александр Павлович
  • Базанов Борис Евгеньевич
  • Керпель Арон Бенционович
SU978281A1
РЕАКТИВНАЯ МАШИНА 2010
  • Смирнов Александр Юрьевич
  • Крюков Вячеслав Михайлович
  • Темнов Роман Прохорович
RU2412519C1
ШАГОВЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ ПРЕИМУЩЕСТВЕННО ДЛЯ ЧАСОВЫХ МЕХАНИЗМОВ 1988
  • Краснопевцев Александр Иванович
  • Шватов Виктор Александрович
RU2022439C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 219 642 C2

Реферат патента 2003 года ЭЛЕКТРОПРИВОД (ВАРИАНТЫ)

Изобретение относится к магнитоэлектрическим машинам и может быть использовано при изготовлении электроприводов различного назначения, например, в вентиляторных установках, компрессорах, в колесе электромобиля и др. Содержит ротор, выполненный в виде двух шайб, зубья которых по внутренней окружности образуют полюсы ротора, а также размещенного между шайбами аксиально намагниченного цилиндрического магнита, и статор, выполненный в виде распределенных по окружности катушек с возможностью торцевого взаимодействия с полюсами ротора, которые устанавливаются преимущественно в пространстве между полюсами ротора. Ротор может быть выполнен многосекционным, при этом шайбы выполнены тарельчатой формы, благодаря чему полюсы одной шайбы размещаются между полюсами другой шайбы в одной плоскости, а магниты смежных секций ориентированы друг к другу одноименными полюсами. Шайбы могут быть выполнены как одно целое с магнитом, образуя его полюсы. Конструкция обеспечивает высокую технологичность изготовления ротора и его прочность. Благодаря тому, что полюсы ротора расположены в плоскостях, перпендикулярных оси устройства, а полюсы статора размещены с возможностью торцевого взаимодействия с полюсами ротора, появляется возможность уменьшить радиальные габариты устройства. Тарельчатая форма шайб позволяет оптимизировать габариты устройства в зависимости от используемых магнита, статора, требуемой мощности, а также габаритов конструкции, в которой предполагается монтировать электропривод. 2 с. и 14 з.п.ф-лы, 14 ил.

Формула изобретения RU 2 219 642 C2

1. Электропривод, содержащий ротор и статор, при этом ротор выполнен в виде двух шайб с распределенными по окружности полюсами и размещенного между шайбами цилиндрического магнита, намагниченного в аксиальном направлении, таким образом, что полюсы каждой из шайб являются одноименными, а по отношению к полюсам другой шайбы - разноименными, а статор выполнен в виде распределенных по окружности катушек, отличающийся тем, что полюсы ротора образованы зубьями, выполненными по внутренней окружности обеих шайб, обращенными к оси устройства и расположенными в плоскостях, перпендикулярных оси устройства, а полюсы катушек статора размещены с возможностью торцевого взаимодействия с полюсами ротора.2. Электропривод по п.1, отличающийся тем, что полюсы катушек статора размещены в пространстве между упомянутыми полюсами ротора, выполненными на обеих шайбах.3. Электропривод по п.1, отличающийся тем, что полюсы ротора выполнены в одной плоскости с соответствующей шайбой.4. Электропривод по п.1, отличающийся тем, что одна или обе шайбы выполнены тарельчатой формы.5. Электропривод по п.1, отличающийся тем, что полюсы ротора, выполненные на одной шайбе, расположены в осевом направлении напротив полюсов ротора, выполненных на другой шайбе.6. Электропривод по п.1, отличающийся тем, что полюсы ротора, выполненные на одной шайбе, расположены в осевом направлении между полюсами ротора, выполненными на другой шайбе.7. Электропривод по п.6, отличающийся тем, что полюсы ротора, выполненные на каждой из шайб, имеют дополнительный Г-образный полюсный выступ, одна сторона которого ориентирована в осевом направлении, а другая размещена между полюсами ротора, выполненными на другой шайбе, в одной плоскости с последними.8. Электропривод по п.1, отличающийся тем, что шайбы выполнены как одно целое с магнитом, образуя его полюсы.9. Электропривод по п.8, отличающийся тем, что магнит выполнен из двух симметричных деталей, соединяемых в плоскости, перпендикулярной оси устройства.10. Электропривод, содержащий ротор и статор, при этом ротор состоит из одной или нескольких секций, каждая из которых выполнена в виде двух шайб с распределенными по окружности полюсами и размещенного между шайбами цилиндрического магнита, намагниченного в аксиальном направлении, таким образом, что полюсы каждой из шайб являются одноименными, а по отношению к полюсам другой шайбы - разноименными, причем полюсы ротора одной шайбы размещены между полюсами ротора другой шайбы, а статор выполнен в виде распределенных по окружности катушек, отличающийся тем, что в каждой секции ротора одна или обе шайбы выполнены тарельчатой формы, а полюсы ротора образованы зубьями, выполненными по внутренней окружности обеих шайб, обращенными к оси устройства и расположенными в одной плоскости, перпендикулярной оси устройства, при этом полюсы катушек статора размещены с возможностью торцевого взаимодействия с полюсами ротора.11. Электропривод по п.10, отличающийся тем, что смежные шайбы многосекционного ротора в области цилиндрических магнитов соединены друг с другом, а цилиндрические магниты смежных секций ориентированы друг к другу одноименными полюсами.12. Электропривод по п.10, отличающийся тем, что полюсы смежных шайб многосекционного ротора расположены в осевом направлении напротив друг друга.13. Электропривод по п.10, отличающийся тем, что полюсы смежных шайб многосекционного ротора расположены в осевом направлении один между другими.14. Электропривод по п.13, отличающийся тем, что смежные шайбы выполнены в виде одной шайбы с полюсами для обеих соседних секций.15. Электропривод по п.10, отличающийся тем, что шайбы каждой из секций выполнены как одно целое с магнитом, образуя его полюсы.16. Электропривод по п.15, отличающийся тем, что магнит выполнен из двух симметричных деталей, соединяемых в плоскости, перпендикулярной оси устройства.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2003 года RU2219642C2

БАЛАГУРОВ В.А., ГАЛАТЕЕВ Ф.Ф
Электрические генераторы с постоянными магнитами
- М.: Энергия, 1988, с.52
Торцевой генератор переменного тока 1992
  • Лисейкин Вячеслав Павлович
  • Худницкий Георгий Николаевич
  • Мисюрев Юрий Константинович
  • Комышев Юрий Геннадиевич
  • Хаваев Игорь Иванович
  • Савельев Владимир Олегович
  • Шуф Андрей Георгиевич
SU1835116A3
US 5440185 А, 08.08.1995
Свеклоуборочный комбайн 1975
  • Константиновский Михайил Иосифович
  • Рывлин Валерий Александрович
  • Рузин Иван Михайлович
  • Покуса Алексей Александрович
  • Кравченко Алексей Степанович
  • Огуречников Николай Алексеевич
  • Чух Мариан Калинникович
  • Шерман Станислав Самуилович
  • Семко Виктор Александрович
SU540595A1
DE 3043267 А1, 29.11.1983.

RU 2 219 642 C2

Авторы

Лопатинский Эдвард

Хиврич С.Ф.

Чуриков П.М.

Евсеев Р.К.

Даты

2003-12-20Публикация

1999-12-09Подача