Двигатель постоянного тока Советский патент 1985 года по МПК H02K1/14 

1

Изобретение относится к электродвигателям постоянного тока,в частности к конструкции их главных магнитных полюсов.

Известен двигатель.постоянного т ка, содержащий станину, главные магнитные полюса, расположенные с одинковым шагом по длине внутренней окружности станины и якорь с на1мотанны ми на него обмотками у .

Недостатком этого двигателя являются ухудшенные параметры коммутации.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является двигатель постоянного тока, содержащий якорь с обмотками, расположенными внутри станины с основными и дополнительными полюсамиJ размещенными равномерно по внутренней окружности станины а воздушный рабочий зазор между якорем и основным полюсом увеличивается от середины полюса к его краям 2 .

В этом двигателе наличие дополнительных полюсов позволяет исключить ухудшение коммутационных свойств. Однако такой двигатель имеет увеличенные габариты.

I Целью изобретения является уменьшение габаритов двигателя.

Указанная цель достигается тем, что в двигателе постоянного тока,

содержащем якорь с обмотками, расположенными внутри станины с основными и дополнительными полюсами, размещенными равномерно по внутренней окружности станины, а воздушный рабочий зазор между якорем и основным полюсом увеличивается от середины полюса к его краям, каждый основной полюс имеет широкую и узкую части, и дополнительные полюса расположены между узкими частями соседних основных полюсов, при этом основные полюса в своей широкой части снабжены выступамиJ расположенными по краям и направленными в стсрону якоря.

На фиг,1 показан двигатель постоянного тока, продольный разрез; на фиг,2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг,3- разрез Б-Б на фиг,1{ на фиг,4 - основной магнитный полюс, поперечный разрез; на фиг.5 - основной магнитный полюс в аксонометрии

Двигатель постоянного тока содержит станину 1, внутри которой рас380582

положен якорь 2. Равномерно по внутренней окружности станины размещены четыре основных магнитных полюса 3 с катушками возбуждения 4 и 5 четыре дополнительных полюса 5 с

обмотками 6. Дополнительные полюса-5 создают магнитодвижущие силы, которые могут уничтожить противомагнитодвижущие силы, наводимые в обмотках

10 якоря (не показаны) и магнитодвижущие силы, которые могут уничтожить магнитодвижущую силу, создаваемую током якоря, текущим в обмоткпх якоря. В результате этого могут быть

5 улучшены параметры коммутации.

Дополнительные полюса 5 имеют Е-образную форму и .изолированы относительно станины 1 с помощью прокладок 7, например, из немагнитного материала или с помощью воздушных зазоров между станиной и полюсами. Е-образные дополнительные полюса расположены частично по длине двигателя,

5 Основной магнитный полюс 3 имеет широкую часть 8 и узкую часть 9 фиг.З) и в своей широкой части снабжен выступами 10, расположенными по краям и направленными в сторону якоря 2. Дополнительные полюса 5 расположены между узкими частями 9 соседних основных полюсов 3, На фиг,1 плоскость, ,показанная разрезом над линией В-В , находится под углом относительно плоскости, показанной разрезом под линией Б-В, Основной магнитный полюс имеет длину, равную длине якоря, тогда как Е-образный дополнительный.полюс коQ роче якоря.

Ток якоря течет от щетки 11 через пластину Коллектора 12, ДРУгую пластину коллектора к другой щетке. ( не показана, Каждая из щеток расположена в коммутирующей зоне коллектора. Вал 13, на котором закреплен якорь, установлен в подшипниках 14,

На фиг,4 представлена часть поперечного разреза основного магнитного полюса по фиг,1, изображающая воздушный зазор между магнитным полюсом 3 и якорем 2,

Когда проводник длиной L (м) движется соскоростью V (м/с) в магнитном потоке плотностью В (В б/м) , направление которого перпендикулярно этому проводнику, электродвижущая сила E(Y) , наводимая в провод3нике, определяется следующим образом:Е BLV, Поэтому электродвищужие силы Е, Е„, Е«, Е и Е, наводимые в провод никах 15, 16, 17, 18 и 19 соответственно, определяются следующим образом:Е, B, е, MO -, Ц в g,No-, Е в;е, vo-, - B-g,Vo где В,, В, В, В4, В и В5 плотности магнитных по токов вблизи проводов обмоток якоря 15, 16. 17, 18 и 19 соответственно;суммарная длина основн го магнитного полюса длина, широкой части 8 основного магнитного полюса; VQ- окружная скорость якгоря 2. Для того, чтобы избежать возник вение короткого замыкания шеток величины E, Е„, ЕЯ, Ei и ЕС должн быть меньше заданной величины, с точки зрения параметров работы эле родвигателя постоянного тока велич ны Е, Ед, ЕЛ, должны быть по возможности большими. Поскольку Е в несколько раз больше В, воздушные зазоры tf, у концов широкого участка 8 выбираются уже, ч воздушные зазоры и g у концов 58 4 кого участка 9 и промежуточной части широкого участка. Воздушный -зазор rf.j в центральной части полюса является узким по сравнению с зазорами «,2 5 Поэтому плотности В и В( магнитных потоков больше, чем плотности магнитных потоков В «2 4 соответствен но. В результате этого электродвижущее силы становятся большими и, соответственно, все электродвижущие силы, наводимые в обмотке якоря 2, станут большими по сравнению с устройством-прототипом. Двигатель постоянного тока, согласно изобретению, может содержать дополнительные, полюса, отличающиеся по форме от Е-образных полюсов, если каждый основной полюс имеет широкий и узкий участки. Кроме того, количество полюсов в указанном двигателе постоянного тока может быть изменено до шести и более. Основные магнитные полюса могут быть выполнены из материала для постоянных магнитов. В этом случае обмотки возбуждения могут отсутствовать. Предлагаемый двигатель постоянного тока обладает преимуществом по сравнению с известными: имеет меньшие габариты, поскольку наружные части широкого участка основных магнитных полюсов вносят вклад в сум- : марный мапнитный поток под основными магнитными полюсами и, соответственно, основные, магнитные полюса короче, чем полюса в известных двигателях, что позволяет укоротить якорь, а также и весь предлагаемый двигатель будет короче, чем известные.

ДВИГАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО ТОКА, содержащий якорь с обмотками, расположенными внутри станины с основными и дополнительными полюсами, размещенными равномерно по внутренней окружности станины, а воздушный рабочий зазор между якорем и основным полюсом увеличивается от середины полюса к его краям , отличающийся тем, что, с целью уменьшения габаритов, каждый основной полюс имеет широкую и узкую части, и дополнительные, полюса расположены ме.жду узкими частями соседних основных полюсов, при зтом основные полюса в своей широкой части снабжены выступами, расположенными по краям и направленными в сторону якоря. сг в

10