Вентильный электродвигатель Советский патент 1984 года по МПК H02K29/02 

Йаг./ ff . Г ,./4 X. / X Изобретение относится к электрическим машинам с встроенным тахогене ратором, применяемым в, приводах лент протяжных механизмов, проигрывателей и т.п.: Известны вентильные электродвигатели японской фирмы Хитачи, исполь зуемые в проигрывателях, содержащие кольцевой постоянный магнит с основными полюсами на торцовой поверхности с чередующейся полярностью, та хометрическую печатную обмотку, и обмотку статора. По краю торцовой поверхности кольцевого магнита намагничено в аксиальном направлении боль шое число (для данного типа 200) дополнительных полюсов также с чередую щейся полярностью, которые при вращении Лостоянного магнита наводят переменное напряжение в тахометричес кой обмотке. Таким образом, на торцовой поверхности кольцевого магнита располагается небольшое число (для данного типа 8) основных полюсов и множество (для данного типа 200) полюсов тахогенератора Ly . К недостаткам электродвигателя относится малый выходной сигнал тахогенератора (небольшое число провод ников тахометрической обмотки и низкое значение магнитной индукции в зоне данной обмотки), невысокая точность выходного сигнала тахогенератора (так как технологически трудно обеспечить одинаковый аксиальный зазор между магнитом и плоской печатной обмоткой), уменьшение КПД электродвигателя (так как часть полезного обмоточного пространства занята тахометрической обмоткой). Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемо му результату является вентильный эл тродвигатель, содержащий статор с об моткой якоря, ротор, выполненный в виде постоянного магнита, на активно поверхности которого, обращенной к о мотке якоря, расположены полюса, тах метрическое устройство, включающее в себя сигнальные элементы, расположенные вне активной поверхности постоянного магнита и выполненные в виде намагниченных участков постоянного магнита, число которых превьпиает число пар полюсов электродвигателя, и чувствительные элементы, расположенные на статоре напротив сигнальных элементов (f . 1 92 Недостаток известного электродвигателя -обусловлен тем, что в нем необходимо применять ротор, не содержащий замыкатель магнитного потока. Это исключает использование магнитных материалов с высокой энергией и, как следствие, приводит к увеличению массы И габаритов. Цель изобретения - уменьшение массы и габаритов электродвигателя. Поставленная цель достигается тем, что в вентильном электродвигателе, содержащем статор с обмоткой якоря, ротор, вьтолненный в виде постоянного магнита, на активной поверхности которого, обращенной к обмотке якоря, расположены полюса, тахометрическое устройство, содержащее сигнальные элементы, расположенные вне активной поверхности постоянного магнита и выполненные в виде намагниченных участков постоянного магнита, число которых превышает число пар полюсов электродвигателя, и чувствительные элементы, расположенные на статоре напротив сигнальных элементов, полюса тахометрического устройства расположены на поверхности постоянного магнита, перпендикулярной к его активной поверхности. На фиг. 1 изображен электродвигатель, разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1J на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1. Электродвигатель состоит из корпуса 1, вала 2 и под1иипника 3, вал при этом опирается на подпятник 4. К валу прикреплено магнитное ярмо 5, на котором в свою очередь закреплен коль цёвой постоянный магнит 6. К корпусу прикреплена дисковая обмотка статора 7 и датчики положения якоря 8 (например, датчики Холла). В корпусе установлена также тахометрическая обмотка 9 с зубчатым магнитопроводом 10, при этом верхние и нижние зубья (11 и 12 соответственно) сдвинуты между собой на половину зубцового деления. Кольцевой постоянный магнит 6 является общим индуктором для обмотки статора 7 и для тахометрической обмотки 9. Основные полюса 13 намагничены на кольцевой постоянный магнит в осевом направлении так, что на торцовой поверхности магнита образованы полюса с чередующейся полярностью. На боковую поверхность кольцевого магнита намагничено в радиальном наравочении множество дополнительных полюсов 14 также -с чередующейся поярностью, которые являются сигнальными элементами тахогенератора (фиг.2) аким образом, тахогенератор состоит из тахометрической обмотки, являющейся его чувствительным элементом, агнитопровода и бокового слоя дополнительньк полюсов кольцевого постоянного магнита.to

Электродвигатель работает следую- щим образом.

Обмотка статора 7 подключается к источнику питания через электронный блок управления, который коммутирует ts секции обмотки статора по сигналам управления, поступающим с датчика положения ротора 8. Вращающийся момент возникает в результате взаимодействия токов обмотки статора с маг- 20 нитным полем основных полюсов постоянного магнита 6. При вращении магнита 6 вращается и магнитное поле дополнительных полюсов 14, намагниченных на боковую поверхность магни- 25 та 6. Магнитный поток дополнительных полюсов 14 проходит через зубья магнитопровода 11 и 12 и через магнитопровод 10. Благодаря сдвигу зубцов 11 и 12 друг относительно друга на JQ половину зубцового деления магнитный поток меняет свое направление в магнитопроводе 10, ив тахометрической

обмотке 9 наводится переменное напряжение с числом периодов за один оборот, равным числу дополнительных магнитных полюсных пар 14.

Электродвигатель имеет сравнительно большое значение выходного) сигнала тахогенератора, так как расположение дополнительных магнитных полюсов на боковой поверхности магнита позволяет применить магнитопровод для увеличения магнитного потока тахогенератора и, кроме того, в тахометрической обмотке можно разместить большое количество витков. В предлагаемом техогенераторе исключена возможность появления помех в выходном сигнале из-за коммутации секций обмотки статора. Пространство между магнитом и корпусом полностью заполнено обмоткой статора, что обеспечивает повышение КПД.

Поскольку полюса тахогенератора расположены на поверхности, перпендикулярной к активной, возможно применение постоянных магнитов с высокой энергией.

Технологически легко обеспечивается сравнительно небольшой воздушный зазор между боковой поверхностью магнита и зубцами магнитопровода,- за счет чего также увеличивается полезный магнитный поток тахогенератора и, следовательно, его чувствительность.

ВЕНТИЛЬНЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ, содержащий статор с обмоткой якоря, ротор, вьтолненный в виде постоянного магнита, на активной поверхности которого, обращенной к обмотке якоря. расположены полюса, тахометрическое устройство, содержащее сигнальные элементы, расположенные вне активной поверхности постоянного магнита и выполненные в виде намагниченных участков постоянного магнита, число которых превышает число пар полюсов электродвигателя, и чувствительные элементы, расположенные на статоре напротив сигнальных элементов, отличающийся тем, что, с целью снижения массы и габаритов, полюса тахометрического устройства расположены на поверхности постоянного магнита, перпендикулярной к его активной поверхности.