Вентильный электродвигатель Советский патент 1988 года по МПК H02K29/06 

4

о со

to

О) 00

Изобретение относится к электротехнике, а именно к бесконтактным электродвигателям постоянного тока с полупроводниковыми коммутаторами, управляемыми датчиками углового положения ротора, которые могут быть применены в качестве исполнительных электродвигателей в следящих системах.

Целью изобретения является улучшение энергетических показателей и уменьшение массы и габаритов.

На фиг. 1 показан эскиз статора и ротора двухфазного вентильного электродвигателя; на фиг. 2 - схемы обмотки его якоря и обмотки датчика углового положения ротора.

Вентильный электродвигатель построен на основе электромеханического преобразователя, содержашего ротор 1 (фиг. I), статор 2, состоящий из сегментов, имеющих полюса 3-18, в пазах которых уложены катушки 19-22, соединенные по схеме, приведенной на фиг. 2 и образующие фазы ах, by :обмотки якоря, постоянные магниты 23- : 30 и датчик углового положения ротора, : катушки 31, 32 первичной обмотки cz (фиг. 2) I и вторичных обмоток Iq, dk которого расположены на полюсах 3, б, 7, 10, 11, 14, 15, 18 сегментов и соединены между собой по схеме, приведенной на фиг. 2. ; Электродвигатель работает следующим : образом.

; При подаче на первичную обмотку дат- ; чика углового положения ротора cz пере- ; менного напряжения высокой частоты магнит- ; ные потоки, создаваемые катушками 31 ; первичной обмотки, расположенными на ; полюсах 3, 6, 7, 10, 11, 14, 15, 18, сцепля- ; ются с катушками 32 вторичной обмотки, : находящимися на этих полюсах. В результате этого в них наводятся ЭДС взаимоиндукции, амплитуда которых при вращении ротора изменяется в соответствии с изме- I пением проводимости воздушного зазора под полюсами . Последовательное включение катушек 31 первичной и катушек 32 вторичных fq, dk обмоток, находящихся на одном из полюсов 3, 6, 7, iO, И, 14, 15, 18, исключает взаимоиндуктивную связь этих катушек и магнитных потоков этого полюса от постоянных магнитов и от обмотки якоря ах, by. Последовательно-встречное включение пар катушек вторичной обмотки полюсов, прилегающих к одному магниту, и групп катушек, расположенных через (2т-1) магнит, обеспечивает периодическое изменение фазных ЭДС вторичной обмотки Iq, dk при вращении ротора, сдвинутых один относительно другого на соответствующий фазовый угол (по схеме - на угол, равный-1/4 зубцового деления ротора, т.е. на д/2 эл. град.) и имеющих нулевые значения при повороте ротора на каждую половину зубцового деления ротора с изменением после каждого такого нулевого значения фазы напряжения несущей частоты на я эл. град. Полученная система т-фазных ЭДС несет в себе информацию об угловом положении ротора вентильного электродвигателя. При подключении вторичной обмотки fq, dk к полупроводниковому коммутатору, от которого осуществляется питание фаз обмотки якоря электродвигателя, токи в фазах изменяются в соответствии с изменением угла поворота ротора, создавая вращающий момент.

Таким образом, изобретение позволяет создать вентильный электродвигатель на основе электромеханического преобразователя с постоянными магнитами, расположенными вместе с обмоткой якоря на статоре, обладающий повышенными энергетическими показателями.

В данном вентильном электродвигателе исключается индуктивная связь между фазными обмотками якоря, что в некоторых

случаях его применения может оказаться дополнительным достоинством электродвигателя.

Формула изобретения

. Вентильный электродвигатель, содержащий магнитомягкий зубчатый ротор и статор с ш-фазной обмоткой якоря, выполненный в виде катущек, магнитная система якоря содержит z сегментов с активными

зонами в виде двух полюсов с зубцами и прилегающих к ним z тангенциально намагниченных постоянных магнитов, число сегментов в четное число раз больше 2т, каждый сегмент состоит из двух полюсов, по крайней мере часть полюсов разных сегментов расположена со сдвигом относительно друг друга на постоянный электрический угол, на этих полюсах расположены две группы зубцов с шагом, равным шагу по зубцам ротора, на которых расположены первичная и вторичная обмотки датчика

положения ротора, отличающийся тем, что, с целью улучшения энергетических показателей электродвигателя, зубцы полюсов одного сегмента смещены на 1/2 зубцового деления ротора, а зубцы полюсов сегментов, прилегающих к одному магниту, через один магнит смещены на 1/2 и на 1/2т зубцового деления ротора, а в пазах сегментов, зубцы полюсов которых смещены на 1/2 зубцового деления ротора, расположены активные части катушек, охватывающих два полюса, прилегающие к постоянному магниту, каждая фаза обмотки якоря содержит катушки, соединенные между собой последовательно-встречно через (т-1)-ю катушку, вдоль активной зоны якоря.

2. Электродвигатель по п. 1, отличающийся тем, что, с целью снижения массы и габаритов электродвигателя, на каждом из полюсов, охваченных катушками обмотки якоря, располагается пара катущек

первичной обмотки датчика углового положения ротора и пара катушек вторичной обмотка датчика углового положения ротора, катушки первичной и вторичной обмоток датчика углового положения ротора, расположенные на одном полюсе, соединены по отдельности для каждой из обмоток последовательно-встречно, пары катушек первичной обмотки соединены между собой последовательно-согласно, а пары катушек вторичной обмотки, расположенные на прилегаю- Ш.ИХ друг к другу полюсах, и группы катушек, расположенные вдоль активной зоны якоря со смещением на (2ш-1) постоянных магнитов, соединены между собой последовательно-встречно.

Изобретение относится к электротехнике, а именно к бесконтактным электродвигателям постоянного тока с полупроводниковыми ко.ммутаторами, управляемыми датчиками углового положения ротора. Целью изобретения является повышение энерготехнических показателей, снижение массы и уменьшение габаритов. В вентильном электродвигателе, содержаш.ем магнитомягкии зубчатый ротор и статор, магнитная систе- .via которого состоит из сегментов с активными зонами в виде двух полюсов и приле- гаюших к ним тангенциально намагниченных постоянных магнитов, на полюсах сегментов выполняют зубцы. При этом число сегментов должно быть пропорциональным 4ni, где m - число фаз обмотки якоря. Конфигурация зубцовой зоны должна отвечать определенным требованиям, что позволяет получить т-фазную обмотку якоря при размещении катушек непосредственно в пазах сегментов статора. Обмотки датчика углового положения ротора размещены на полюсах магнитопровода статора электродвигателя, причем взаимоиндуктивная связь катушек обмоток датчика и магнитных потоков полюсов от постоянных магнитов и от обмотки якоря исключается. 1 з.п. ф-лы, 2 -ил. Э сл

30

2

28

2U

26

21

gjLi.i

16 J 56 7 8 9 JO Jr 12 /5 7 75 76 77

O/

фиг.2