БЕСКОНТАКТНЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ Российский патент 2009 года по МПК H02K5/10 H02K15/08 

Описание патента на изобретение RU2360349C2

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в различных механизмах, где требуется высокая надежность электродвигателя. Наиболее эффективно применение изобретения в ручном электроинструменте вместо широко применяемых универсальных коллекторных двигателей [1]. Коллекторные двигатели имеют недостаток - малый срок службы и низкую надежность. Вместо этих двигателей применяют бесконтактные двигатели с постоянными магнитами на роторе и с электронной схемой управления [2]. Однако в таких устройствах, как ручной электроинструмент, его применение может привести к поломке двигателя из-за возможного скопления на магните ротора в воздушном зазоре магнитопроводящих продуктов обработки. Существуют конструкции двигателей, которые защищены от внешних воздействий полной герметизацией всего двигателя [3]. Недостаток таких двигателей - ухудшенные условия охлаждения. Известны также электродвигатели с герметизацией полости, в которой размещен ротор и улучшены условия охлаждения лобовых частей обмотки за счет применения охлаждающей жидкости [4]. Однако в ручных электроинструментах применение охлаждающей жидкости привело бы к значительному усложнению конструкции электродвигателя.

Предлагаемый электродвигатель позволяет устранить отмеченные недостатки, его конструкция обеспечивает дополнительное охлаждение магнитопровода статора и обмотки в пазах.

На чертеже изображена конструкция предлагаемого двигателя (фиг.1), в сечении А-А показан двигатель без корпуса (фиг.2).

Электродвигатель состоит из статора 1 с обмоткой 2, ротора 3, имеющего постоянный магнит, двух уплотнительных элементов 4, 5 и двух подшипников 6, 7, установленных в гнезда корпуса 8, в котором монтируют двигатель. На чертеже представлен один из вариантов установки электродвигателя в корпус 8 ручного электроинструмента - сверлильной машины (дрели), но возможно применение электродвигателя и в других устройствах, а также в виде самостоятельного изделия со своим корпусом. Ротор 3 может быть составным и содержать несколько частей магнита и элементов магнитопровода. Уплотнительные элементы 4, 5 выполняют упругими (например, из резины или пластмассы) и устанавливают со сжатием в осевом направлении, обеспечивая герметизацию пространства, в котором находится магнит ротора 3. Возможные варианты выполнения уплотнительных элементов: как отдельная деталь (уплотнительный элемент 4) или как одно целое с корпусом 8 (уплотнительный элемент 5). Для уплотнительного элемента 5 в виде самостоятельной детали в корпусе 8 предусматривают поверхности для стыковки. Поверхности, по которым стыкуются уплотнительные элементы 4, 5 с торцами статора 1, располагают от оси двигателя на расстоянии, меньшем радиуса лобовых частей обмотки 2, чтобы обеспечить доступ охлаждающего воздуха к узлам двигателя, нагревающимся в процессе работы. В корпусе 8 одно из гнезд - для подшипника 6 - может быть выполнено глухим, второе гнездо - для подшипника 7 - выполняют открытым для выхода рабочего конца вала ротора 3. В этом случае применяют подшипник 7 закрытого типа, чтобы обеспечить герметизацию пространства, в котором находится магнит ротора 3. Зубцы 9 статора 1 могут изготавливаться отдельно от спинки 10. В этом случае зубцы 9 в зоне коронок скрепляют между собою обоймой 11 из изоляционного немагнитного материала, например пластмассы. Обойма 11 охватывает каждый зубец 9 в радиальном направлении - от расточки статора 1 до обмотки 2, а в осевом направлении - вдоль по пазам статора 1 и по его торцам, где образует поверхности, по которым стыкуются уплотнительные элементы 4, 5. В зоне коронок зубцов 9 могут быть предусмотрены продольные канавки (не показаны) или отверстия 12, заполняемые пластмассой для большей жесткости соединения зубцов 9 между собой. На скрепленных между собою зубцах 9 уложена обмотка 2 с заполнением межзубцового пространства в пределах радиуса, меньшего, чем внутренний радиус спинки 10. Зубцы 9 с обмоткой 2 могут быть соединены со спинкой 10 с помощью фиксационных элементов, например, в виде ласточкина хвоста 14. За счет неполного заполнения обмоткой 2 пазов в статоре 1 образованы вентиляционные каналы 13 в виде продольных полостей между спинкой 10 статора 1, зубцами 9 и обмоткой 2. Аналогично созданы вентиляционные каналы 13 и в случае, если статор 1 не собран из отдельных узлов, то есть спинка 10 и зубцы 9 изготовлены как одно целое.

Для приведения ротора 3 во вращение на обмотку 2 подают напряжение, коммутируемое с помощью какой-либо из известных электронных схем управления бесконтактным вентильным двигателем. В зависимости от типа схемы управления в электродвигатель могут быть встроены элементы датчика положения ротора 3.

При работе электродвигателя ротор 3 вращается в закрытой полости, изолированной от окружающего пространства расточкой статора 1, уплотнительными элементами 4, 5, корпусом 8 с закрытым гнездом для подшипника 6 и подшипником 7 закрытого типа, что обеспечивает защиту магнита ротора 3 от попадания на него продуктов обработки магнитопроводящих материалов. Одновременно с ротором 3 вращается установленный на его валу вентилятор (для упрощения чертежа не показан), обеспечивающий поступление воздуха через вентиляционные отверстия (для упрощения чертежа не показаны) в корпусе 8. Потоком воздуха, проходящим через воздушные каналы 13, охлаждаются обмотка 2 и магнитопровод статора 1.

Литература

1. Гольдштейн Б.Г. и др. Электрические ручные машины с двойной изоляцей. М.: Машиностроение, 1975 г. (с. 6, 7).

2. Михалев А.С. и др. Следящие системы с бесконтактными двигателями постоянного тока. М.: Энергия, 1979 г. (с. 6, 7).

3. Жолдак С.А. Технология изготовления малогабаритных гиромоторов. Л.: Судпромгиз, 1967 г. (с.13).

4. Попов B.C. и др. Авторское свидетельство SU 1539910 A1.

Похожие патенты RU2360349C2

название год авторы номер документа
БЕСКОНТАКТНЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ 2010
  • Пархоменко Георгий Анатольевич
  • Писаревский Александр Юрьевич
  • Писаревский Юрий Валентинович
  • Сергеев Владимир Аронович
  • Фурсов Владимир Борисович
RU2424611C1
Вентильный электродвигатель 1989
  • Лютый Анатолий Васильевич
SU1676020A1
ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ С ЖИДКОСТНЫМ ОХЛАЖДЕНИЕМ 2010
  • Дашко Олег Григорьевич
  • Кривоспицкий Юрий Прокопьевич
  • Литвинов Владимир Никонович
  • Машуров Сергей Иванович
  • Долголаптев Анатолий Васильевич
RU2422969C1
Бесконтактный сельсин 1978
  • Свечарник Давид Вениамонович
  • Айзенштейн Эрнест Моисеевич
  • Воробьев Лев Григорьевич
  • Глебов Михаил Трофимович
  • Головизин Алексей Сидорович
  • Козаков Самуил Михайлович
  • Креславский Геннадий Данилович
  • Юзвинкевич Валентин Всеволодович
SU752648A1
НИЗКОСКОРОСТНАЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ МАШИНА С КОЛЬЦЕВЫМ СТАТОРОМ 2009
  • Булгар Виктор Васильевич
  • Ивлев Анатолий Дмитриевич
  • Ивлев Дмитрий Анатольевич
  • Яковлев Александр Владимирович
RU2417506C2
Синхронный электродвигатель для винта вертолета 2019
  • Афанасьев Анатолий Юрьевич
  • Березов Николай Алексеевич
  • Рыбушкин Николай Анатольевич
RU2708382C1
Двойной бесконтактный сельсин 1978
  • Свечарник Давид Вениаминович
  • Воробьев Лев Григорьевич
  • Козаков Самуил Михайлович
  • Креславский Геннадий Данилович
SU758413A1
МОДУЛЬНЫЙ ВЕНТИЛЬНЫЙ ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ (МВЭП) 2006
  • Настюшин Валентин Иванович
RU2310966C1
БЕСКОНТАКТНЫЙ ДАТЧИК СКОРОСТИ ВРАЩЕНИЯ И ПОЛОЖЕНИЯ РОТОРА 2012
  • Загривный Эдуард Анатольевич
  • Фоменко Александр Николаевич
  • Гаврилов Юрий Александрович
  • Иваник Владислав Владимирович
  • Губарь Николай Сергеевич
RU2488122C1
Магнитоэлектрический моментный двигатель 1989
  • Березин Валерий Сергеевич
  • Евсеев Рудольф Кириллович
SU1642557A1

Реферат патента 2009 года БЕСКОНТАКТНЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в различных механизмах, где требуется высокая надежность электродвигателя. Сущность изобретения состоит в том, что бесконтактный электродвигатель, например для ручного электроинструмента, содержит корпус, статор с обмоткой, ротор с постоянным магнитом, уплотнительные элементы, которые состыкованы с корпусом и с торцами статора по поверхностям, расположенным от оси электродвигателя на расстоянии, меньшем радиуса лобовых частей обмотки, при этом статор выполнен с вентиляционными каналами в виде продольных полостей между спинкой статора, зубцами и обмоткой. Технический результат - повышение надежности электродвигателя путем улучшения охлаждения обмотки и магнитопровода статора при одновременном улучшении защиты постоянных магнитов ротора за счет предотвращения попадания на него продуктов обработки, в частности - частиц магнитопроводящих материалов, скапливающихся в воздушном зазоре электродвигателя при его работе. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Формула изобретения RU 2 360 349 C2

1. Бесконтактный электродвигатель, например, для ручного электроинструмента, содержащий корпус, статор с обмоткой, ротор с постоянным магнитом, уплотнительные элементы, которые состыкованы с корпусом и с торцами статора по поверхностям, расположенным от оси электродвигателя на расстоянии, меньшем радиуса лобовых частей обмотки, отличающийся тем, что статор имеет вентиляционные каналы в пазах в виде продольных полостей между спинкой статора, зубцами и обмоткой.

2. Бесконтактный электродвигатель по п.1, отличающийся тем, что он содержит зубцы статора, которые выполнены отдельно от спинки, скреплены между собой в зоне коронок изоляционным материалом, например пластмассой, и установлены в спинку.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2009 года RU2360349C2

Электрическая машина 1987
  • Попов Вадим Степанович
  • Лоос Зоя Петровна
  • Хитрук Борис Сергеевич
  • Абдрахманова Татьяна Борисовна
SU1539910A1
Электродвигатель 1972
  • Ярослав Барта
  • Йиржи Теплы
SU547924A1
Электроинструмент 1977
  • Алимов Олег Дмитриевич
  • Фролов Анатолий Васильевич
  • Туровский Петр Семенович
  • Минкин Марк Моисеевич
  • Григорьев Виктор Евгеньевич
  • Мрочковский Николай Николаевич
  • Герцов Семен Михайлович
  • Карнаух Валерий Павлович
SU650171A1
Электрическая торцовая машина 1979
  • Ставинский Андрей Андреевич
SU824374A1
ПОГРУЖНОЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ 0
  • Д. И. Заславский
SU379017A1
Герметичный электродвигатель 1984
  • Копытов Геннадий Григорьевич
  • Мурашев Валерий Константинович
  • Дудник Леонид Федорович
  • Рейш Нина Петровна
  • Коротовских Герольд Андреевич
SU1226572A1
Штатив для рентгеновских трубок 1926
  • Л. Рааб
SU6093A1
Способ обработки целлюлозных материалов, с целью тонкого измельчения или переведения в коллоидальный раствор 1923
  • Петров Г.С.
SU2005A1
FR 2856852 A1, 31.12.2004
US 6107708 A, 22.08.2000
US 4128364 A
Кипятильник для воды 1921
  • Богач Б.И.
SU5A1
ЖОЛДАК С.А
Технология изготовления малогабаритных гиромоторов.

RU 2 360 349 C2

Авторы

Коломиец Александр Анатольевич

Коломиец Андрей Анатольевич

Охота Анатолий Григорьевич

Юзвинкевич Валентин Всеволодович

Даты

2009-06-27Публикация

2006-10-30Подача