Однофазный синхронный электродвигатель Советский патент 1985 года по МПК H02K37/00 H02K21/08 

I Изобретение относится к электротехнике, в частности к однофазным синхронным электродвигателям, которы находят широкое применение в различных приборах автоматики, телемехаНИКИ, вычислительной техники, системах записи и считывания информации и т.д. Известен однофазный синхронный электродвигатель, содержащий обмотку установленную на сердечниках с полюсными наконечниками, им концентрич ные дисковые зубчатые магнитопроводы две пары магнитов с осевой ориентацией полюсов, установленных между торцами полюсных наконечников и дисковых магнитопроводов, и зубчатьй ротор, установленный между торцами дисковых зубчатых магнитопроводов l Недостатком такого электродвигате дя является сложная конструкция магявхшетсянитощ.овода, несущего обмотку управления из нескольких катушек. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является однофазный синхронный электродвигательj содержащий сосредоточенную обмотку, установленную на сердечнике 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 т6рца ми дисковых зубчатых магнитопроводов 2 . Недостатками известного электродвигателя являются ограниченные функциональные возможности и низкая надежность. Двигатель не может функционировать при питании от источника однополярлых импульсов постоянного тока. Из-за того, что нагрузки магнитных усилий, воздействующих на ротор известного двигателя, не скомпен сированы, он обладает низкой надежностью. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей и повьппение надежности однофазного син ронного электродвигателя. Поставленная цель достигается тем, что в однофазном синхронном электродвигателе, содержащем сосредо точенную обмотку, установленную на сердечнике с полюсными наконечниками им концентричные дисковые зубчатые 55 магнитопроводы, две пары кольцевых магнитов с осевой ориентацией полюсов, установленных между торцами полюсных наконечников и дисковых магнитопроводов, и зубчатый ротор, установленный мелсду торцами дисковых зубчатых магнитопроводов, полюсные наконечники сердечника имеют по крайней мере по одному зубцу с угловой протяженностью в треть зубцового деления ротора, установлены диаметрально противоположно и развернуты на половину зубцового деления по отношению к зубцам магнитопроводящих дисков, имеющих такую же угловую протяженность, каждый из зубцов ротора вьтолнен с тремя аксиально смещенными активными поверхностями, одна из которых имеет угловую протяженность в треть зубцового деления ротора, вторая в половину зубцового деления ротора, а третья, расположенная между первой и второй, в две трети зубцового деления ротора. Ка фиг.1 схематически представлен электродвигатель, общий вид; на фиг.2 - то ce, вид в плане (по стрелкам на фиг,1 вниз); на фиг.З то е, вид в плане (по стрелкам на фиг,1 вверх); на фиг.4 а .8,В - принцип действия электродвигателя. I :iV - На валу 1 закреплен ротор 2 с зуб-, цами 3. Вал 1 сидит в подшипниках, установленных в платах 4 и 5 из немагнитного материала. На цилиндрических выступах этих плат концентрично валу 1 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 11, обращенные друг к другу разноименными полюсами, противоположной относительно магнитов 6 и 7 полярности. С одного из торцов полюса магнитов 10 и 11 замкнуты на полюса противоположной полярности магнитов 6 и 7 посредством дисковых магнитопроводов 12 и 13. Между другими торцами магнитов 10 и 11 установлены полюсные -наконечники 14 и 15 сердечника 16, на котором размещена катущка 17 сосредоточенной обмотки двигателя. Сердечник 16 выполнен с диаметрально противоположно расположенными

полюсными наконечниками 14 и 15, которые в частном случае, показанном на чертежах, имеют по одному зубцу с угловой протяжо 1ностью «/3 (т.е. в треть эубцрвого деления двухзубцового деления ротора). В общем случае угловая протяженность зубцов полюсны наконечников 14 и 15 равна 27/32, гд 7 - число роторных зубцов, каждый из которых выполнен с тремя аксиально смещенными активными поверхностями 19, 20, 21, одна из которых имеет угловую протяженность 2ir/3z, вторая17/7, третья, расположенная между первой и второй, -4«/32, причем на торцах магнитов 6 и 7, установленных обращенными друг к другу разноименными полюсами, установлены ферромагнитные диски 8 и 9 с зубцами 18, имеющими угловую протяженностьvi/3z, оси которых направлены -относительно осей зубцов полюсных наконечников ферромагнитного сердечника со смещением на угол It . Двигатель работает следующим образом.

.При обесточенном состоянии обмотки 17 ротор устанавливается по дейсвием фиксирующих зубцов 18 в таком положении по отношению к полюсным наконечникам 14 и 15, как это показано схематически на фиг. 4q. Здесь 5 и N условно указывают на полярность зубцов 18 зубчатых магнитопроводов 8 и 9, прилегающих к торцам магнитов б и 7.

При нарастании тока в обмотке 17 ротор перемещается из положения, поKa3aliHoe на фиг.4а, в положение, показанное на фиг. 48.

После окончанияпротекания тока 5 обмотке ротор под действием потока магнитов поворачивается из положения, показанного на фиг. 4S, в положение, показанное на фиг. 46, завершая таким образом-шаг.

С поступлением нового импульса тока ротор совершает новый шаг в такой же последовательности.

Ни полярность, ни форма импульса в данном случае существенного значения не имеют, поскольку принцип действия устройства от этих факторов не зависит. Возможна работа и от источника синусоидального напряжения.

Предлагаемьй двигатель характеризуется высокой надежностью и может применяться и в дискретном и в синхронном -электроприводе без специальны средств для запуска при питании от источника -переменного напряжения различной формы.

ОДНОФАЗНЫЙ СИНХРОННЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ, содержащий сосредоточенную обмотку, установленную на сердечнике с полюсными наконечниками, им концентричные дисковые -зубчатые магнитопроводы, две пары кольцевых магнитов с осевой ориентацией полюсов, установленных меязду торцами полюсных наконечников и дисковых магнитопроводов, и зубчатьй ротор, установленный между торцами дисковых зубчатых магни7 9 топроводов5 отличающийся тем, что, с целью расишрения функциональных возможностей н повышения надежности, полюсные наконечники сердечника имеют по крайней мере по одному зубцу с угловой протяженностью в треть зубцового деления ротора, , установлены диаметрально противоположно и развернуты на половину зубцового деления по отношению к зубцам магнитопроводящих дисков, имеющих такую же угловую протяженность, каждый из зубцов ротора вьшолнен с тремя аксиально смещенными активными поверхностями, одна из которых имеет угловую протяженность в треть зубцового деления ротора, вторая - в половину зубцового деления ротора, а третья, расположенная между первой и второй, - в две трети зубцового деления ротора. 13 Рие,1 20