Вентильный электродвигатель Советский патент 1983 года по МПК H02K29/02 

Изобретение относится к электрическим машинам, а именно к вентильным электродвигателям. Известны вентильные двигатели, у которых коммутация обмоток осуществляется датчиком положения ротора (ДПР), представляющим собой самостоятельный функциональный элемент, имеющий собственный статор и ротор. Двигатель при этом может быть реактивным, явнополюсным 1. Недостатками этих двигателей являются большие масса и габариты. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является бесконтактный электродвигатель с безобмоточным зубчатым ротором и зубчатым неявнополюсным статором. Катушки обмоток ДПР уложены в одни пазы с катушками якорной обмотки и в активной части изогнуты в виде трех петель, внутренние лобовые части которых уложены в кольцевые пазы в расточке статора 2. Однако известный электродвигатель имеет сложную конструкцию магнитопровода статора и обмоток датчика положения ротора. Цель изобретения - упрощение конструкции вентильного электродвигателя. Указанная цель достигается тем, что в вентильном электродвигателе, содержащем безобмоточный зубчатый ротор и статор с кольцевым пазом, расположенным в плоскости, перпендикулярной оси вращения, на статоре расположены первичная и вторичная обмотки датчика положения ротора и обмотка якоря электродвигателя, кольцевой паз разделяет зубцы статора на две одинаковые половины, первичная обмотка датчика выполнена кольцевой и расположена в указанном кольцевом пазу, а вторичная обмотка образована последовательно-встречно соединенными секциями, охватывающими каждая половины одного зубца и выполненными с одинаковым числом витков. На фиг. 1 изображен вентильный электродвигатель; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - часть статора (один зубец) с одной секцией якорной обмотки двигателя и двумя секциями вторичной обмотки ДПР; на фиг. 4 - схема вторичной обмотки ДПР (одна фаза). Вентильный двигатель содержит статор 1 и зубчатый безобмоточный ротор 2. На зубцах статора расположены катушки 3 обмотки двигателя. Посередине зубцовой зоны поверхности статора выполнен кольцевой паз, лежащий в плоскости, перпендикулярной оси. вращения. В паз укладывается кольцевая первичная обмотка 4 ДПР. Вторичная обмотка 5 ДПР образована последовательно-встречным соединением двух пар секций, расположенных на зубцах, сдвинутых друг относительно друга на половину зубцового деления ротора. Секции вторичной обмотки расположены на каждой половине зубца и каждая пара секций, находящаяся на одном зубце, включена между собой последовательно. Устройство работает следующим образом. Первичная обмотка ДПР запитывается напряжением переменного тока повыщенной частоты. В секциях выходной обмотки соединенных между собой подифференциальной схеме, наводится ЭДС той же частоты, а амплитуда пропорциона 1ьна величине магнитной проводимости под соответствую щими зубцами статора. При равенстве магнитных проводимостей суммарная ЭДС равна нулю, так как равные по величине ЭДС наводимые в каждой паре секции, принадлежащие разным зубцам, взаимно компенсируются. При нарушении баланса магнитных проводимостей нарушается баланс ЭДС и на выходе обмотки получаем управляющий сигнал, имеющий периодичность Zp, где ZP - число зубцов ротора. Этот сигнал, используется для формирования сигналов управления полупроводниковым коммутатором. Положим, что питание подается в фазы С1 и С2. При этомось результирующего магнитного поля ориентируется между полюсами а и в, и ротор занимает положение, соответствующее максимальной магнитной проводимости воздушного зазора. При снятии питания с фазы С1 и подаче его в фазу СЗ (по сигналу с ДПР) ось результирующего магнитного поля смещается на угол где Zc - число зубцов статора, что вызывает дальнейшее вращение ротора. За один оборот вектора магнитного поля ротор поворачивается на два полюсных деления. Для того, чтобы магнитный поток высокой частоты не экранировался магнитопроводом статора, магнитопровод целесообразно выполнять из материала с высоким электрическим сопротивлением, например, из магнитодиэлектрика.

/1

фиг. 2

фиг.З

ВЕНТИЛБНЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ, содержащий безобмоточный зубчатый ротор и статор с кольцевым пазом, расположенным в плоскости, перпендикулярной оси вращения, на статоре расположены первичная и вторичная обмотки датчика положения ротора и обмотка якоря электродвигателя, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции, кольцевой паз разделяет зубцы статора на две одинаковые половины, первичная обмотка датчика выполнена кольцевой и расположена в кольцевом пазу, а вторичная обмотка образована последовательно-встречно соединенными секциями, охватывающими каждая Половины одного зубца и выполненными с одинаковым числом витков. , фиг.

I I II

I1

ri

I I

I I II

0

0

«i H

Фг/г.

i и