ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО ТОКА НИЗКОГО НАПРЯЖЕНИЯ Российский патент 2020 года по МПК H02K23/02 H02K23/36 H02K29/08 H02K9/06 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к электротехнике, а именно к электродвигателям постоянного тока низкого напряжения, и может использоваться в качестве привода любых технических средств.

Уровень техники

Известен электромагнитный двигатель RU 2688203 С1, опубликованный 21.05.2019, в конструкции которого имеются электромагниты, закрепленные на статоре, и электромагниты, закрепленные на роторах. Данное изобретение имеет недостатки, обусловленные самой конструкцией электромагнитного, двигателя, в котором электромагниты, расположенные на статоре и роторах не могут развивать большие тяговые усилия ввиду ограниченной площади сечения сердечников и небольшого полюсного перекрытия.

Раскрытие изобретения Задачей изобретения является создание электродвигателя постоянного тока, работающего на низком напряжении с большим крутящим моментом, для привода любых технических средств. Конструкция электродвигателя состоит из двух якорей, изготовленных из электротехнической листовой стали, и установленных на одном валу с продольным смещением относительно друг от друга. Якоря имеют пазы для укладки обмотки возбуждения, и стянуты шпильками с гайками на концах. На статоре закреплены на одинаковом расстоянии электромагниты, собранные из электротехнической листовой стали П-образной формы, стянутые шпильками с гайками на концах, и расположенные напротив якорей, причем, количество полюсов якорей и электромагнитов статора одинаковое. Обмотки якорей и электромагнитов статора выполнены волнообразно, и огибают непрерывно все их пазы, тем самым, создавая чередующиеся полюса, причем электромагниты статора содержат две обмотки, одна над другой, которые включаются поочередно, меняя полярность. Фактором большого крутящего момента на валу является одновременное отталкивание якорей одними полюсами электромагнитов, и их притяжение вторыми полюсами, после изменения полярности, которое происходит перед каждым совмещения полюсов якорей и электромагнитов статора, при не меняющейся полярности якорей. Еще одним фактором увеличенного крутящего момента является то, что коэффициент полюсного перекрытия данного электродвигателя больше обычных электродвигателей постоянного тока. А ввиду того, что якоря являются многополюсными электромагнитами, также как и электромагниты статора, все они способны работать на низком напряжении, так как их магнитодвижущая сила зависит только от количества ампер/витков в обмотках. При подаче питания на электродвигатель, все электромагниты статора включаются одновременно, создавая большое тяговое усилие. Данный электродвигатель может работать от сети переменного тока через выпрямитель, либо от сети постоянного тока. На якоря питание подается через графитовые щетки, изолированно закрепленные на решетках перед якорями, и примыкающие к токосъемным кольцам, установленным изолированно на якорях, с которых питание поступает на обмотки. Очередность включения и переключения обмоток электромагнитов происходит от сигналов с датчиков Холла, расположенных с противоположной стороны выходного вала на крышке подшипникового узла. Импульс на датчики Холла поступает от плоских магнитов, которые закреплены на диске из немагнитной стали, насаженном на вал. С датчиков Холла импульс поступает на электрическую схему, которая состоит из транзисторов, подающих питание постоянного тока на электромагниты. Во избежание скачка напряжения после отключения электромагнитов, в электрическую схему параллельно обмоток встроены диоды. Отверстия для забора воздуха вентиляторами расположены по краям статора с обеих его сторон, а для выброса воздуха, отверстие находится в средней части статора.

Краткое описание чертежей

На фиг. 1 представлен электродвигатель в продольном сечении, на фиг. 2 электродвигатель в поперечном сечении, на фиг. 3 - схема укладки обмоток якорей и электромагнитов статора.

Осуществление изобретения Электродвигатель состоит из 12 электромагнитов, которые изготовлены из листовой электротехнической стали П-образной формы, стянуты шпильками с гайками (1), и закреплены на статоре (2) на одинаковом расстоянии друг от друга, причем, над каждым якорем закреплено по 6 электромагнитов (3). Вал (4), изготовленный из конструкционной углеродистой качественной стали со шпонками (5), опирается на подшипники качения (6), которые установлены в подшипниковых узлах (7). Подшипниковые узлы закреплены на торцовых крышках (8), изготовлены из конструкционной углеродистой стали обыкновенного качества, и притянуты к статору болтами. Якоря (9), выполнены из листовой электротехнической стали, и стянуты шпильками с гайками (10), выполненными из конструкционной углеродистой стали обыкновенного качества. В электромагнитах (3) статора волнообразно уложены по 2 обмотки (11). В пазах якорей (9) волнообразно уложена обмотка (12). Статор (2) имеет фланцевые ребра жесткости (13), и сделан из конструкционной углеродистой стали обыкновенного качества, с лапами (14). Вентиляторы (15), закреплены на валу с противоположных его концов, и выполнены из алюминия. Диск (16) изготовлен из немагнитной стали с закрепленными на нем плоскими магнитами (17), напротив которых установлены датчики (18) Холла. Решетки (19), сделаны из углеродистой конструкционной стали обыкновенного качества, с закрепленными на них изолированно графитовыми щетками (20), и примыкают к токосъемным кольцам (21), изолированно закрепленным на якорях.

Электромагнитный двигатель работает следующим образом.

На обмотки электромагнитов статора и якорей подается постоянный ток, который намагничивает их, производя взаимное притяжение, и вращает вал с установленными на нем якорями. Перед совмещении полюсов якорей и электромагнитов, отключаются работавшие обмотки электромагнитов, и включается вторые, которые меняют их полюсы на противоположные. В этот момент происходит отталкивание однополярных полюсов электромагнитов и якорей, и одновременное притяжение этих же полюсов якорей другими полюсами электромагнитов, что придает более равномерное вращение валу. Такой цикл с переключением полюсов электромагнитов повторяется каждый раз перед совмещении с полюсами якорей, причем полюса якорей не меняют своей полярности. Питание на электродвигатель подается от сети, через выпрямитель тока, либо от сети постоянного тока. Схема, состоящая из транзисторов и датчиков Холла, обеспечивает работу электродвигателя путем переключения обмоток электромагнитов статора.

Изобретение относится к электротехнике, а именно к электродвигателям постоянного тока низкого напряжения. Технический результат – обеспечение увеличенного крутящего момента. Электродвигатель состоит из двух якорей с обмоткой возбуждения, установленных на валу с продольным смещением относительно друг друга, статора, с закрепленными на нем на одинаковом расстоянии электромагнитами П-образной формы, расположенными напротив якорей. Количество полюсов якорей и электромагнитов статора одинаковое, а их обмотки уложены волнообразно и непрерывно огибают все их пазы. Электромагниты статора имеют две обмотки, расположенные одна над другой и соединенные параллельно с диодами. Вентиляторы закреплены на валу с противоположных его концов. Решетки, на которых изолированно закреплены графитовые щетки, установлены между вентиляторами и якорями. Схема из транзисторов и датчиков Холла обеспечивает работу электродвигателя. 3 ил.

Электродвигатель постоянного тока низкого напряжения, состоящий из двух якорей, установленных на валу со шпонками, с продольным смещением относительно друг друга, стянутых шпильками с гайками на концах, и собранных из электротехнической листовой стали с пазами для укладки обмотки возбуждения, статора, с закрепленными на нем на одинаковом расстоянии электромагнитами, собранных из листовой электротехнической стали П-образной формы, стянутых шпильками с гайками на концах, и расположенных напротив якорей, причем количество полюсов якорей и электромагнитов статора одинаковое, а их обмотки уложены волнообразно и непрерывно огибают все их пазы, причем электромагниты статора имеют две обмотки, расположенные одна над другой и соединенные параллельно с диодами, вала, опирающегося своими концами на подшипники качения, установленные в подшипниковых узлах, закрепленных на торцовых крышках статора, имеющих ребра жесткости с лапами, вентиляторов, закрепленных на валу с противоположных его концов, решеток, установленных между вентиляторами и якорями, на которых изолированно закреплены графитовые щетки, примкнутые к токосъемным кольцам, установленным изолированно на якорях, вентиляционных отверстий для входящего и выходящего воздуха, расположенных по краям корпуса статора, и в средней его части, элементов управления питанием электромагнитов, которые состоят из транзисторов, и датчиков Холла, установленных на крышке подшипникового узла с противоположного конца выходного вала, напротив немагнитного диска, закрепленного на валу, с плоскими магнитами.