Вентильный электродвигатель Советский патент 1989 года по МПК H02K29/08 

Фиг.1

бы через торцы статора. Электродвигатель может быть выполнен двухторцо- вым или одноторцовым с полым стака- нообразным ротором и внутренним маг- нитопроводом статораГ Статорную обмотку 4 можно располагать на полюсах 2 и 3 или у торца статора. На роторе 1 установлены 7.1-7.4 и 8.1-8.4, электрически не связанные друг с другом, а также магниточувст- вительные полупроводниковые элементы 9.1-9.4, 10.1-10.4, 11.1-11.А, 12.1- 12.4, обладающие вьшрямительными свойствами. С каждой из кйтушек 7.1- 7.4 и 8.1-8.4 электрически соединено по паре соответствукяцих магниточувст- вительных элементов. Магниточувстви- тельные элементы сдвинуты относительно осей катушек, с которыми они электрически соединены. Сдвиг магнито- чувствительных элементов можно делать равным и близким к половине шага катушки. Магниточувствительные элементы 9.1-9.4 и 10.1-10.4 вьшолняются с чувствительностью к направлению магнитного поля, противоположной чувствительности элементов 11.1-11.4 и

12.1-12.4. Обмотка 4 статора подключается к источнику пульсирующего напряжения. Для работы электродвигателя от источника на обмотку 4 статора подаются однополярные импульсы питания. Обмотка 4 создает у полюсов 2 и 3 пульсирующее магнитное поле. Пульсирующее магнитное поле индуцирует в катушках 7.1-7,4 и 8.1-8. электродвижущие силы, а взаимодействуя с магниточувствительными элементами ротора, коммутирует их в соответствии с расположением относительно полюсов 2 и 3. Магниточувствительные элементы открываются и закрываются в соответствии с их подходом или выходом из-под полюсов 2 и 3. Вследствие указанного, а также взаимодействия коммутируемых катушек ротора с обмоткой 4 статора ротору 1 придается необходимое вращение. Изменением полярности импульсов от источника обеспечивается реверс электродвигателя. Конструкция двигателя обладает компактностью и простотой. 2 з.п. ф-лы, 11 ил.

Изобретение относится к электротехнике , в частности, к электродвигателям с бесконтактной коммутацией. Целью изобретения является упрощение конструкции, а также расширение функциональных возможностей за счет обеспечения реверсивности. Вентильный электродвигатель содержит ротор 1, а также явнополюсный статор с полюсами 2 и 3 и однофазной обмоткой 4. Однофазная обмотка 4 установлена на статоре с образованием торцовой или униполярной электромагнитной системы, при которой магнитное поле замыкалось бы через торцы статора. Электродвигатель может быть выполнен двухторцовым или одноторцовым с полым стаканообразным ротором и внутренним магнитопроводом статора. Статорную обмотку 4 можно располагать на полюсах 2 и 3 или у торца статора. На роторе 1 установлены катушки 7₁-7₄ и 8₁-8₄, электрически не связанные друг с другом, а также магниточувствительные полупроводниковые элементы 9₁-9₄, 10₁-10₄, 11₁-11₄, 12₁-12₄, обладающие выпрямительными свойствами. С каждой из катушек 7₁-7₄ и 8₁-8₄ электрически соединено по паре соответствующих магниточувствительных элементов. Магниточувствительные элементы сдвинуты относительно осей катушек, с которыми они электрически соединены. Сдвиг магниточувствительных элементов можно делать равным и близким к половине шага катушки. Магниточувствительные элементы 9₁-9₄ и 10₁-10₄ выполняются с чувствительностью к направлению магнитного поля, противоположной чувствительности элементов 11₁-11₄ и 12₁-12₄. Обмотка 4 статора подключается к источнику пульсирующего напряжения. Для работы электродвигателя от источника на обмотку 4 статора подаются однополярные импульсы питания. Обмотка 4 создается у полюсов 2 и 3 п

1

Изобретение относится к электротехнике, в частности к электродвигателям с бесконтактной коммутацией токов в обмотке якоря электромехаического преобразователя, в функции оложения ротора, т.е. к вентильным электродвигателям (БД).

Целью изобретения является упроще- ние конструкции БД за счет исключения полюсной системы, образованной постоянными магнитами или обмоткой возбуждения постоянного тока, а также рас- щирение функциональных возможностей двигателя путем придания ему свойства реверсивности.

На фиг.1 показан вентильный электродвигатель, поперечный разрез (первый .вариант) ; на фиг.2 - то же, продольный разрезу на фиг.3 - то же, в - варианте с полым ротором, продольный разрез,- на фиг.4 - электрическая схема цепи одной из катушек ротора (первый вариант); на фиг.5 - одна из

катушек ротора с соответствующими магниточувствительными элементами (первый вариант); на фиг.6 - электрическая схема питания обмотки статора

г электродвигателя; на фиг.7 - две катушки и магниточувствительный элемент ротора электродвигателя; на фиг.8 - вентильный электродвигатель, поперечный разрез, второй вариант,Юна фиг.9 - электрическая схема цепи одной из катушек ротора (второй вариант); на фиг.10 - одна из катушек первой группы ротора (второй вариант) ; на фиг.11 - одна из катушек второй .

группы ротора (второй вариант).

Вентильньй электродвигатель (фиг.1-11) содержит ротор 1, а также явнополюсньй статоре полюсами 2 нЗ и 201 однофазной обмоткой 4. Однофазная обмотка 4 установлена на статоре с ,.. образованием униполярной электромагнитной системы, при которой магнитно

2

поле (на фиг.2 и 3) замыкалось бы через щиты 5 и 6 статора.

Электродвигатель может быть выполнен с двумя магнитоприводящими щитами либо с одним и полым стакано образным ротором и внутренним магни топриводом статора (фиг.З). Статор- ную обмотку 4 можно располагать на полюсах 2 и 3 (фиг.2) или у торца статора (фиг.З).

На роторе 1 (фиг.1) установлены катушки 7.1-7.4 и 8.1-8.4, электрически не связанные друг с другом, также магниточувствительные полупро водниковые элементы 9.1-9.4, 10.1- 10.4, 11.1-11.4, 12.1-12.4, обладающие выпрямительными свойствами. Ка- туШки 7.1-7.4 составляют первый ряд катушек, а катушки 8.1-8.4 - второй ряд катушек. Ряды катушек (фиг.1) сдвинуты друг относительно друга, шаг катушек каждого ряда соответствует половине полюсного деления статора. С каждой из катушек 7.1-7.4 и 8.1-8.4 электрически соединено по паре соответствующих магниточувстви тельных элементов (например, фиг.4 или 5). В соответствии с указанным

на фиг.1 к катушке 7.1 подключена па- 30 3. В результате взаимодействия тока ра элементов 9.1 и 11.1, к катушке . в катушках ротора с магнитным полем.

и 12.4. Магниточувствительные элементы сдвинуты относительно осей катушек, с которыми они электрически соединены. Сдвиг магниточувствитель- ных элементов (угол , фиг.7) можно делать равным и близким к половине шага катушки, или половине угла /5 (фиг.7). Магниточувствительные элементы расположены в активной зоне двигателя, т.е. под теми же полюсами 2 и 3 статора, под которыми рас- положены и катушки ротора. Магниточувствительные элементы 9.1-9.4 и 10.1-10.4 расположены со сдвигом от осей соответствующих катушек 7.17.4и 8.1-8.4, противоположным сдвигу от осей катушек элементов 11.1- 11.4 и 12.1-12.4. Магниточувствительные элементы 9.1-9.4 и 10.1-10.4 выполняются с чувствительностью к

созданным током М в обмотке 4 статора, для ротора 1.создается электромагнитный вращающш момент, вызыва35 ющий вращение ротора.

Изменением полярности импульсов от источника 13 (фиг.6) обеспечивается реверс электродвигателя.

При одной полярности импульсов

40 питания работают (коммутируют) элементы 9.1-9.4 и 10.1-10.4, а при другой полярности импульсов питания работают или коммутируются элементы . 11.1-11.4 и 12.1-12.4.

45 Реверс может быть обеспечен также за счет увеличения числа катушек ротора (фиг.8-11). В этом случае ввр- дится группа катушек 14.1-14.4 и 15.1-15.4, сдвинутых друг относитель5Q но друга, а к каждой из катушек подключается по одному магниточувстви- тельному элементу, сдвинутому отно- сительно оси катушки. В соответствии с фиг.8-11 к катушке 7.1 подключает55 ся элемент 9.1 (фиг.8 и 9), к катушке 7.2 - элемент 9.2, к катушке 7.3- элемент 9.3 и т.д. Магниточувствительные элементы 9.1-9.4 и 10.1-10.4 сдвинуты в одну сторону от осей соотнаправлению магнитного поля, противоположной чувствительности элементов 11.1-11.4 и 12.1-12.4.

Обмотка 4 статора (фиг.6) подключается к источнику 13 пульсирующего напряжения. В качестве источника 13 можно использовать различные ключевы тиристорные устройства.

В ка-честве магниточувствительных элементов можно использовать различные виды магнитодиодов, а также комбинированных и составных транзисто- ров и микросхем.

При работе электродвигателя от источника 13 (фиг.6) на обмотку 4 статора подаются однополярные импульсы питания. Обмотка 4 создает у полюсов 2 и 3 пульсирующее магнитное поле. Пульсирующее магнитное поле индуцирует в катушках 7.1-7.4 и 8.1-8.4 электродвижущие силы, а также, взаимодействуя с магниточувствительными элементами ротора, коммутирует их в соответствии с расположением относительно полюсов 2 и 3. Магниточувствительные элементы открываются и закрываются в соответствии с их подходом или выходом из-под полюсов 2 и

созданным током М в обмотке 4 статора, для ротора 1.создается электромагнитный вращающш момент, вызывающий вращение ротора.

Изменением полярности импульсов от источника 13 (фиг.6) обеспечивается реверс электродвигателя.

При одной полярности импульсов

питания работают (коммутируют) элементы 9.1-9.4 и 10.1-10.4, а при другой полярности импульсов питания работают или коммутируются элементы 11.1-11.4 и 12.1-12.4.

Реверс может быть обеспечен также за счет увеличения числа катушек ротора (фиг.8-11). В этом случае ввр- дится группа катушек 14.1-14.4 и 15.1-15.4, сдвинутых друг относительно друга, а к каждой из катушек подключается по одному магниточувстви- тельному элементу, сдвинутому отно- сительно оси катушки. В соответствии с фиг.8-11 к катушке 7.1 подключается элемент 9.1 (фиг.8 и 9), к катушке 7.2 - элемент 9.2, к катушке 7.3- элемент 9.3 и т.д. Магниточувствительные элементы 9.1-9.4 и 10.1-10.4 сдвинуты в одну сторону от осей соответствующих катушек 7,1-7.4 и 8.1- 8.4, а магниточувствительные элементы 11,1-11.4 и 12.1-12.4 сдвигаются в другую сторону от осей соответствующих катушек 14.1-14.4 и 15.1-15.4 Элементы 9.. 1-9.4 и 10.1-10,4 имеют знак чувствительности к направлению магнитного поля, противоположный знаку чувствительности элементов 11,1-11.4 и 12,1-12.4.

При работе двигателя по фиг.8-11 вращение ротора в одну сторону обеспечивается коммутацией катушек 7.1- 7.4 и 8.1-8.4 элементами 9.1-9.4 и 10,1-10.4, а вращение ротора в дру- гую сторону обеспечивается коммутацией катушек 14.1-14.4 и 15.1-15.4, осуществляемой элементами 11.1-11.4 и 12.1-12.4. Направление вращения определяется полярностью импульсов от источника ТЗ (фиг.6).

Простота, компактность и бескон- ;тактность двигателя делают его удобным для применения в различных микроприводах.

Формула изобретения

число полюсов статора, шаг каждой из катушек равен половине полюсного деления статора, а цепь питания выполнена в виде источника пульсирующего напряжения.

сдвигом от оси катушки, равным и

противоположным по знаку сдвигу ос- новных элементов, выполненных также чувствительными к направлению магнитного потока.

I

отличающийся тем, что он снабжен второй группой катушек, смещенной относительно катушек первой группы, и второй группой шунтирующих их магниточувствительных элементов, смещенных относительно осей катушек в направлении, противоположном направлению смещения магниточувствитель- ных элементов первой группы и имеющих чувствительность к направлению магнитного поля, противоположную знаку чувствительности магниточувствительных элементов первой группы.

J фиг.1 ltr р7ф5/ Фиг Л j3

ШигЛ

/г/

/J.4

П.

/4.4

//.4

5J

Фиг.С

.з

о

Шиг.Б

Фиг.б

/

Фаг, а

й

//./

+

//4./

Фиг ш

Фаг.И