Однофазный синхронный электродвигатель Советский патент 1984 года по МПК H02K21/08 H02K37/00 

Изобретение относится к электротехнике, в частности к однофазным синхронным электродвигателям, которые находят широкое применение в различных приборах автоматики, теле механики, вычислительнойтехники, системах записи и считывания информации и т.д. Известен однофазный синхронный электродвигатель, содержащий обмотк установленную на сердечниках с полюсными наконечниками, им концент ричные дисковые зубчатые магнитопро воды, две пары кольцевых магнитов с осевой ориентации полюсов, устано ленных между торцами nojaocHbix наконечников и дисковых магнитопроводов и зубчатый ротор., установленный между торцами дисковых зубчатых магнитопроводов L1. Недостатком такого электродвигателя является сложная конструкция магнитопровода, несущего обмотки управления из нескольких катушек. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является однофазный синхронный электродвигатель, содержащий сосредоточенную обмотку, установленную на сердечник с полюсными наконечниками, им концентричные дисковые зубчатые магнитопроводы, две пары кольцевых магнитов с осевой ориентацией полюсов, установленных между торцами полюсных наконечников и дисковых магнитопроводов, и зубчатый ротор, установленный между торцами дисковы зубчатых магнитопроводов 2. Недостатками известного электродвигателя .являются ограниченные функциональные возможности и низкая надежность. Двигатель не может функционировать при питании от источника однополярных импульсов. Из-за того, что нагрузки магнитных усилий, воздействующих на ротор известного двигателя, нескомпенсированы, он обладает низкой надежност Цель изобретения - расширение функциональных возможностей и повыш ние ладежности однофазного синхронного улектродвигателя. Поставленная цель достигается тем, что в однофазном синхронном электродвигателе, содержащем сосредоточенную обмотку, установле ную на сердечнике с полюсными нако нечниками, им концентричные дисков зубчатые магнитопровода, две пары кольцевых магнитов с осевой ориентацией полюсов, установленных между торцами полюсных наконечников и дисковых магнитопроводов, и зубчатый ротор, установленный между торцами дисковых зубчатых магнитопроводов, полюсные наконечники сердечника вьшолнены с равномерно распределенными по окружности зубцами , число зубцов ротора равно суммарному числу зубцов полюсных наконечников, зубцы ротора разделены на три группы, у каждой из которых зубцы равномерно распределены по окружности, при этом у зубцов одной из групп угловая протяженность равна, угловой протяженности зубцов полюсных наконечников сердечника, у зубцов другой группы в полтора раза, а у зубцов третьей группы в два раза больпе угловой протяженности зубцов потюсных наконечников и края всех роторных зубцов с одной стороны установлены равномерно по окружности, причем оси симметрии роторных зубцов с угловой протяженностью, равной угловой протяженности зубцов полюсных наконечников сердечника, совпадают с осями симметрии впадин между последними и угловая протяженность зубцов у зубчатых магнитопроводов равна угловой протяженности зубцов -полюсных наконечников сердечника, равной трети зубцового деления ротора. На фиг. 1 представлен электродвигатель, продольный разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. I; на фиг. 3 а,б;в поясняется принцип действия электродвигателя. На валу I закреплен ротор 2 с зубцами 3. Вал 1 сидит в подшипниках, установленных в платах 4 и 5 из немагнитного материала. На цилиндрических выступах этих плат концентрично валу I надеты постоянные магниты 6 и 7, обращенные друг к другу разноименными полюсами. Со стороны торцов, обращенных к ротору 2, магниты 6 и 7 зафиксированы посредством зубчатых дисков 8 и 9, служащих магнитопроводами. Концентрично магнитам 6 и 7 установлены кольцевые магниты 10 и II, обращенные друг к другу разноименными полюсакб, противоположной относительно магнитов 6 и 7 полярности. С одного из торцов полюса магнитов 10 и 11 замкнуты на полюсе противополож3

ной полярности магнитов 6 и 7 посредством дисковых магнитопроводов 12 и 13. Между другими торцами магнитов 10 и II установлены полюсные наконечники 14 и 15 сердечника 16, на котором размещена катушка I7 сосредоточенной обмотки двигателя.

Полюсные наконечники I4 и 15 выполнены с зубцами 18, которые расположены равномерно по окружности ротора 2.

Ротор 2 выполнен с числом зубцов, равным суммарному числу зубцов полюсных наконечников 14 и 15.

Зубцы 3 ротора 2 распределены иа три группы, у каждой из которых зубцы равномерно распределены по окружности, причем у одной из групп угловая протяженность зубцов 19 равна углойой протяженности зубцов I8 полюсных наконечников 14 и 15, у зубцов 20 другой группы - в полтора, а у зубцов 2 третьей группы в два раза больше угловой протяженности зубцов 18 полюсных наконечников. Края всех зубцов 19, 20 и 21 с одной стороны установлены равномерно по окружности при совпадении осей симметрии роторных .зубцов i 9 с угловой протяженностью, равной угловой протяженности зубцов 18 полюсных наконечников ферромагнитного сердечника 16 обмотки 17, с осями симметрии впадин 22 мехщу зубцами I8 и при равенстве угловой протяженности зубцов 23 и 24 у зубчатых магнитопроводов 8 и 9« которые установлены- на обращенных друг к другу торцах магнитов 6 и 7, угловой протяженности зубцов 18., полюсных наконечников 14 и 15 сердечника I6 обмотки I7, равной трети зубцового деления ротора.

Двигатель работает следующим образом.

При обесточенном состоянии обмотки 17 зубцы ротора, разделенные на

9684

группы 19,20 и 21, устанавливаются по отношению к зубцам 18 полюсных наконечников 14 и 15 в таком положении, как это показано схематично на фиг. За . Здесь в и N условно указывают на полярность зубцов 23 и 24 зубчатых магнитопроводов 8 и 9, прилегающих к торцам магнитов 6 и 7.

При нарастании тока в обмотке

17 группа зубцов 2I начинает притягиваться к зубцам 18 полюсных наконечников 14 и 15, затем включается в этот процесс группа зубцов 20 и

в последнюю очередь, группа зубцов 19. Благодаря этому ротор постепенно перемещается из положения согласно фиг. 3« в положение Ъогласно фиг.Зб. С окончанием импульса тока группа

зубцов 21 начинает притягиваться к зубцам 23 и 24 магнитопроводов

8 и 9, затем включается в зтот процесс группа .зубцов 20 и в последнюю очередь группа зубцов 19. Благодаря

этому ротор постепенно перемещается из положения согласно фиг. 36 в положение согласно, фиг. 3 в , завершая таким образом шаг.

С поступлением нового импульса тока ротор совершает новый шаг в том

же направлении.Ни полярность ни форма импульса в данном случае существенного значения не имеет, поскольку принцип действия устройства от этих факторов не зависит.

Возможна работа и от источника синусоидального напряжения.

От известных технических решений пpeдлaгae я lй двигатель отличается

тем, что при высокой надежности обладает такими свойствами, что может применяться и в дискретном и в синхронном электроприводе без специальных средств для запуска при питании

от источника переменного напряжения различной формы.

аг.

-в

с5

t

s

ОДНОФАЗНЫЙ СИНХРОННЫЙ ЭЛЁКТРрДВИГАталь, содержащий сосред точенную обмотку, установленную на сердечнике с полюсными наконечниками, им концентричные дисковые зубча тые магнитопроводы, две пары кольце вых магнитов с осевой ориентацией потвсов, установленных между торцами полюсных наконечников и дисковых магнитопроводов, и зубчатьт ротор, установленный между торцами дисковых зубчатых магнитопроводов, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных, воэмозкностей и повьииения надежности полюсные наконечники сердечника fff f /J / в выполнены с равномерно распределенными по окружности зубцами, число зубцов ротора равно суммарному числу зубцов полюсных наконечников, зубцы ротора разделены на три группы, У каждой из которых зубцы равномерно распределены по окружности, при этом у зубцов одной из групп угловая протяженность равна угловой протяженности зубцов подлосных наконечников сердечника, у зубцов другой группы в полтора раза, а у зубцов третьей группы в два раза больше угловой протяженности зубцов полюсных наконечников и края всех роторных зубцов с одной сто|)оны установлены равномерно по 01(:ружности, причем оси симметрии роторных зубцов с угловой протяженностью, равной угловой протяженности зубцов полюсных наконечников сердечника, совпадают с осями симметрии впадин между последними и угловая протяженность зубцов у зубчатых магннтогъроводов равна гтловой протяженности зубцов полюсых наконечников сердечника, равной трети зубцового деления ротора. ff J ff