Однофазный двигатель с катящимся ротором Советский патент 1986 года по МПК H02K41/06 

i 1

Изобретение относится к электрическим машинам и может быть использовано в электроприводе устройств автоматики.

Целью изобретения является пйвьше ние коэффициента редукции и обеспечение реверсируемого вращения, а также повьшение выходного момента путем обеспечения требуемой величины воздушнбго зазора и улучшения сцепления ротора со статором.

На фиг, 1 изображен предложенный двигатель; -на фиг, 2 - разрез А-А на фиг. 1j на фиг. 3 - электрическая схема питания и управления; на фиг.4- геометрические построения, поясняющие физику работы двигателя.

Однофазный двигатель с катящимся ротором и некруглым статором содержит крестообразный статор с удлиненными полюсами 1 и 2, несущими обмотки, и короткими полюсами 3 и 4, несущими обмотки. Профили рабочих поверхностей полюсов 1-4 очерчены двумя дугами равного радиуса, проведенными из центров Oj и 0. Пакет ста- ,тора разделен пополам неметаллической прокладкой 5, служащей основание для вставок 6, выполненных из фрикционного материала, например, рети- накса.

Вставки 6 являются опорами для ротора, состоящего из кольцеобразного корпуса 7, в который запрессован па™ кет магнитопровода 8. Обмотки полюсов 1 и 3, 2 и 4, а при реверсе полюсов 1 и 4, 2 и 3 включаются попарно последовательно и согласно, образуя две полуобмотки, которые подсоединяются к однофазному напряжению через два диода 9 и 10, а включение двигателя и переключение обмоток полюсов 1-4 при реверсе осуществляется трезпозиционным переключателем 11.

Электродвигатель работает следующим образом.

Пусть вначале ротор занимает положение (фиг. 4q), при котором его центр масс совпадает с центром 0 . Это положение характеризуется разными по величине воздушными зазорами между ротором и полюсами 1-4 статора и для магнитных сопротивлений этих зазоров выполняются соотношения

R

RI

RS, RF, s, Ч,

При возбуждении обмоток, полюсов 2 и 3 должны возникнуть силы притяукения ротора только gj и gj, а это возмож962

но, когда магнитные потоки 9 и будут замыкаться только через п 3люса 2 и 3 статора и их воздушные зазоры, т.е. j . РЭ „ Это условие выполняется при соблюдении пропорциональности намагничивающих сил обмоток полю- сов 2 и 3 величинам магнитных сопро- тивлений воздушных зазоров R и

g , что при последовательном соедиR

нен ии обмоток полюсов 2 и 3 сводится к. соблюдению отношения для чисел витков обмоток полюсов 2 и 3;

0

5

0

Ji

V/,

RS,

Rt

1 г 3 i,

Таким образом, при возбуждении об- МОТОР: полюсов 2 и 3 ротор под действием силы g, прижимается к фрикционной вставке. 6 полюса 2, а под действием силы gj начинает поворачиваться, имея ось вращения на поверхности фрикционной вставки 6 полюса 2 и стре- мясь притянуться к полюсу 3, не проскальзывая относительно полюса 2, В промежуточном положении (фиг. 46) величина магнитных сопротивлений воз- ду1. зазоров изменяется так, что

/ ф v.

v и Гд возрастут и г р , поэто- 0 му стгшет возможньм ответвление некоторой части потока через воздушный зазор полюса 1, так как Rg

вызовет уменьшение силь прилсатия ротора к фрикционной вставке 6 полюса 2 2 ня величину g .

Заканчивается поворот.ротора его прилсатием к фрикционным вставкам 6 полюсов 1, 2 и 3,При возбуждении обмоток полвзсов 1 и 4 процессы протекают аналогично описанным с той лишь цей, что ось поворота ротора находится на поверхности фрикционной встакки полюса 1. При реверсе обмотка полюса 2 отключается от обмотки . полюса 3 и подключается к обмотке

полюса 15 а обмотка полюса 1 наоборот, отключается от обмотки полюса 4 и подключается к обмотке полюса 3 при помощи трехпозиционного переключателя 11, В описываемом двигателе обеспечивается реверсируемое вращение ротора при пульсирующем 1агнитном поле статора„ Передаточное отношение определяется выражением:

55

27 р

2

где 2 0,02,

и оно в 1,57 раза больше, чем у всех существующих двигателей с катя1Щ- мся

ротором при аналогичных эксцентриситетах и радиусах роторов,

Исследования показали, что уровень вибраций у данного двигателя, не выше, чем у известных. Отличие состоит-В том, что они имеют однонаправленный характер, т.е. вдоль ос коротких полюсов. Это обстоятельство позволяет его использовать в ряде устройств, где необходимо отсутствие вибраций по одной из осей.

Кроме того, электродвигатель конструктивно прост и технологичен. Ремонт осуществляется легко: замена наиболее часто выходящих из строя деталей (фрикционные вставки и обмотки не вызывает затруднений.

Ф о рмула изобретения

1. Однофазный двигатель с катящимся ротором, содержащий статор, сердечник которого несет обмотки, подключенные к сети переменного тока через диоды, и ротор, отличаю- ,.щ и и с я тем, что, с целью повьш1е- ния коэффициента редукции и обеспечения реверсируемого вращения, серо

с

0

статора имеет крестообразную форму, а взаимно перпендикулярные пары его полюсов имеют разную длину, причем поверхность более длинной пары полюсов, обращенной в ст орону ро тора, образована пересечением двух дуг с радиусом меньше радиуса ротора, которые проведены из смещенньтх центров, лежащих на оси itopOTKHx полюсов и расположенных на ней симметрично относительно оси длинных полюсов, а обмотки коротких полюсов посредством переключателя соединены попарно последовательно, причем от- ношение числа витков коротких полюсов к числу витков длинных полюсов прямо пропорционально отношению эксцентриситета по оси коротких полюсов ,к, эксцентриситету по оси длинных по-; люсов, .

2, Двигатель по п. 1, отличающийся тем, что, с целью повьшения выходного момента путем обеспечения требуемой величины воздушного зазора и улучшения сцепления ротора со статором, в точках контакта ротора со статором размещены фрикционные вставки.

Фиг. 2

«,ХГ г 1 t

I / t

Изобретение относится к электромашиностроению, и направлено на повышение коэф. редукции и обеспечение реверсируемого вращения однофазного двигателя с катящимся ротором. Некруглый крестообразный статор имеет , несущие обмотки удлиненные полюса I и 2 и короткие 3 и 4. Профили рабочих поверхностей полюсов 1, 2, 3 и 4 очерчены двумя дугами равного радиуса, проведенными из центров О, и Oj. Обмотки полюсов 1 и 3, 2 и 4, а при реверсе - полюсов 1 и 4, 2 и 3 включаются попарно-последовательно и согласно, образуя две полуобмотки, которые подсоединяются к однофазному напряжению черед два диода. 1 з.п. ф-лы, 4 ил. с ю (Л to 00 CD М о о Х- «Риг

. 5

«ff,

Я8

Редактор Р/Цицика

Составитель З.Горнив:

Техред О.Сопко Корректор Т.Колб

3аказ 3404/53Тираж 631 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж--33, Раушская наб,, д„ 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4