Двигатель с катящимся ротором Советский патент 1988 года по МПК H02K41/06 

.(21) 4215898/24-07 (22) 26.03.87 (46).07,09.88. Бкш. № 33

(71)Московский авиационный институт им.. Серго Орджоникидзе

(72)А.А. Фарбовский и В.Н. Куликов

(53)621.313.33(088.8)

(56)Айторское свидетельство СССР № 68211, кл. Н 02 К 41/06, 1944.

Авторское свидетельство СССР № 243050, кл. Н 02 К 41/06, 1967.

(54)ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ С КАТЯЩИЕСЯ РОТОРОМ

(57)Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано

в быст)одействующем электроприводе с низкой частотой вращения и большим значением момента на выходном валу. Целью является повышение энергетических показателей, улучшение технологичности и расширение области применения. Статор 1 с катушка ми 3 многофазной обмотки якоря содержит цилиндрические поверхности обкатывания 4 с подпружиненными фиксаторами 5. Ротор с цилиндрическими поверхностями обкатывания 6 связан через передачу несоосного вращения 9 с выходным валом 10. Поверхности обкатывания 4 и 6 статора и ротора выполнены цилиндрическими, одного диаметра с соответствующими магнитопроводами 2 и 7, что позволяет обрабатьшать их с одного установа и обеспечить; сборку двигателя без предварительного снятия поверхностей обкатывания 4 и 6. Минимальная величина среднего рабочего зазора между магнитопрово дами 2 и 7 статора и ротора улучшает качество процесса преобразова1шя энергии в двигателе. Область применения расширяется за счет повышения предельного значения частоты питающей сети. 2 ил.

(/

12 1 2

А. ..

V4Z.1

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в тихоходном малоинерционном быстродействующем электроприводе. ,

Целью изобретения является повышение энергетических показателей, улучшение технологичности и расширение .области применения.

На фиг. 1 представлен электродви- гатель, продольный разрез, на фиг. 2 разрез А-А на фиг. 1.

Статор 1 (фиг. 1) с шестью П-об- разными ферромагнитными магнитопро- водами 2, на которых размещены катуш ки 3 многофазной обмотки якоря, со- держит поверхности 4 обкатывания с подпружиненными фиксаторами 5.

Ротор с поверхностями 6 обкатывания, магнитопррводами 7 и постоянным магнитом 8, намагниченным в осевом направлении и создающим униполярный поток возбуждения, связан через передачу 9 несооснего вращения с выходным валом 10. Статор крепится к флан цу 11 с помощью стержневой эластичной подвески 12.

Поверхности 4 и 6 обкатьтания статора и ротора выполнены цилиндрическими, одного диаметра с соответству- ющими магнитопроводами 2 и 7, что позволяет обрабатьгоать их с одного . установа (следовательно, с максимальной точностью), обеспечить сборку двигателя без предварительного снятия поверхностей обкатывания с ротора (статора) и существенно улучшить технологичность изготовления. При этом минимальный зазор между поверхностями магнитопроводов ротора и статора равен нулю, средний зазор сГ минимален и равен эксцентриситету е. а величина относительного эксцентриситета / сГ принимает максимальное значение, равное единице.

Для предотвращения осевого смещения ротора во время работы двигателя в нем могут быть использованы специальные фиксаторы, которые могут иметь, например,, следующую конст- рукцию.

Одна из поверхностей 6 обкатьгоа- ния ротора имеет кольцевую канавку, в которую входят фиксаторы 5, пре- пятствующие осевому перемещению ротора, возникающему из-за неточности (например, конусности) обработки поверхностей ротора и статора.

.

0 5

о

5

0

5

5

0

Фиксаторами могут быть снабжены поверхности обкатывания ротора, а кольцевая канавка может быть выполнена на ответной поверхности обкатывания статора.

Фиксаторы могут быть различной формы, снабжены различными подпру- . жинивающими устройствами, а также выполняться неподвижными.:Размеры и количество фиксаторов определяются в зависимости от величины и соотношения диаметров поверхностей обкатывания .

Электродвигатель работает следующим образом.

При включении обмотки якоря в сеть переменного тока в эксцентрическом рабочем зазоре возникает вращающееся магнитное поле, происходит сложение магнитных полей якоря и возбуждения, появляется сила одностороннего магнитного притяжения, которая вращается синхронно.с частотой и вращения поля обмотки якоря. Ро- jTop начинает обкатывать поверхность расточки статора, одновременно медленно поворачиваясь вокруг своей оси с частотой . Цб/К-, 2. радиус ротора). Это вращение является рабочим и передается на выходной вал с помощью передали . 9 несо.осного вращения.

Минимальная величина среднего рабочего зазора сГ е между магнитопроводами .ротора и статора и максимальная величина относительного . эксцентриситета - 1 способствуют улучшению качества процесса преобразования энергии в двигателе: увеличиваются амплитуда поля возбуткдения и ЭДС, наводимая этим полем в обмотке якоря, снижается потребляемая вольтамперная мощность, повьш1ается cos У, увеличивается сила одностороннего магнитного притяжения ротора к , растут-вращающий электро- магнигный момент и КПД.

При этом расширяется область применения электродвигателя за счет повьш1ения предельного значения частоты питающей сети, при которой двигатель с катящимся ротором, как синхронная машина, запускается прямым включением в сеть.

Указанные положительные изменения могут быть весьма существенными, поскольку реальный относотельный эксцентриситет в существующих образцах известного двигателя редко достигает величины 0,7-0,8.

Таким образом, обеспечивается по- вьшение энергетических показателей (вращающего электромагнитного момента, коэффициента мощности, КПД), расширяется область применения и улучшается технологичность двигателя.

Ф о р м у л а изобретения

,

. Электродвигатель с катящимся ротором, содержащий статор с установленными в нем магнитопроводами, на которых размещены многофазные обмотки, и поверхностями обкатывания, соединенный с крепежным фланцем, в

422320

котором установлен выходной вал, с помощью эластичной подвески, ротор с постоянным магнитом на оси, размещенным между поверхностями обкатывания и магнитопроводами, установленный с эксцентриситетом относительно расточки статора и соединенный с выходным валом через передачу несоос- ного вращения, отличающи й- С- я тем, что, с целью повьппения энергетических показателей, улучшения технологичности и расширения области применения, поверхности обкатывания выполнены цилиндрическими с диаметрами, равными диаметрам соответствующих магнитопроводов статора и ротора.

10

15

а2.2