Двигатель с катящимся дисковым ротором Советский патент 1990 года по МПК H02K41/06 

Изобретение относится к электро- технике и может быть использовано в тихоходное малоинерционном электроприводе.

Цель изобретения - повышение КПД.

На фиг. 1 представлен электродви- гатель, продольный разрез; на фиг.2- разрез А-А на фиг. 1 j на фиг. 3 - схема питания двигателя.

I

Двигатель состоит из корпуса 1

(фиг. 1) с- закрепленными в нем двенадцатью катушками секций 2 обмотки якоря (секции 2 попарно объединены в две дисковые обоймы 3, залитые эпоксидным компаундом, по шесть катушек в каждой, и вставлены в корпус 1), двух роторов 4 с шихтованными магни- топроводами в виде кольцевого ярма 5 с шестью торцовыми зубцами 6. Роторы 4 установлены в корпусе 1 на кардан- ных шарнирах, состоящих из кольца 7, двух штифтов 8, запрессованных во втулку 9, и двух винтов 10. Втулки 9 обоих шарниров закреплены в корпус 1. Роторы 4 установлены на шарнирах так, чтобы зубцы 6 их магнитопрово- дов входили в отверстия катушек секций 2 и занимали в них среднее положение. На валу 11 двигателя, установленном в корпусе 1 на подшипниках 12 закреплен ферромагнитный диск 13, размещенный между роторами 4, Конструктивные элементы ротора 4 выполнены немагнитными. Катушки секций 2 якоря двигателя включены в схему шее тилучевой звезды через вентили 14 и подключены к источнику трехфазного напряжения. Катушки секций 2, принадлежащие одному лучу схемы, охватыва5

Q

5 п .

ют противоположные зубцы магнитопро- водов разных роторов. Все катушки включены согласно, т.е. при протекании тока от начала катушек к их концам магнитные потоки противопбложных зубцов, принадлежащих разным роторам, складываются и имеют в соответствующих зубцах одно направление.

Число зубцов каждого ротора и, соответственно, число катушек секций обмотки якоря могут быть увеличены в п раз. При этом каждый луч схемы будет состоять из п катушек, соединенных последовательно или параллельно. Если питающая сеть двухфазная иди однофазная с фазосдвигающей емкостью, то схема питания будет четырехлучевой, аналогичной схеме питания от трехфазной сети. Число катушек можно уменьшить в два раза, при этом оставшиеся катушки будут охватывать зубцы только одного ротора.

Двигатель работает следующим образом.

При включении катушек секций 2 обмотки якоря в сеть переменного тока через вентильную схему (фиг. 3) под током в каждый момент времени оказываются катушки одной половины статора. Магнитный поток каждой катушки замыкается через зубец 6, охватываемый этой катушкой, рабочий зазор, ферромагнитный диск 13, противоположный зубец 6 другого ротора 4, ярмо 5, соседние зубцы обоих роторов 4. В рабочих зазорах между роторами 4 и ферромагнитным диском 13 образуется бегущее магнитное поле, сосредоточенное лишь в половине активной зоны машины. Под действием результирующей

5-15

электромагнитной силы, обусловленной этим полем, роторы оОкатывают торцовую поверхность зажатого между ними ферромагнитного диска 13, оставаясь остановленными от вращения вокруг своей оси. Вследствие разности длин поверхностей качения роторов 4 и ферромагнитного диска 13 последний поворачивается вокруг своей оси, вращая вал 11 двигателя.

Двигатель может работать также в шаговом режиме при питании от сети постоянного тока через коммутатор.

Для повышения ресурса двигателя, уменьшения уровня шума и конструктивного обеспечения требуемого коэффициента редукции на роторы могут быть установлены кольцевые дорожки качв- ния, которыми каждый из роторов опирается на диск 13. При этом между ферромагнитными зубцами 6 и диском 13 может сохраняться некоторый минимальный зазор.

В предлагаемом двигателе с катящимся дисковым ротором на пути основного магнитного потока якоря отсутствуют дополнительные нерабочие зазоры, поток замыкается по относи-

1166

тельно короткому магннтопроводу, проходя минимальные рабочие зазоры, что обусловливает низкое потребление по сравнению с известным двигателем намагничивающего тока, а следовательно, более высокий КПД.

Формула изобретения

Двигатель с катящимся дисковым ротором, содержащий корпус с закрепленными в нем неподвижными катушками обмотки якоря, оси которых параллельны выходному валу, установленными на шарнирах двумя роторами с магнитопро- водами и закрепленный на валу двигателя ферромагнитный диск, размещенный между роторами, о т л и ч а ющ и и с я тем, что, с целью повышения КГЩ, катушки обмотюи якоря выполнены в виде двух секций, симметричных относительно ферромагнитного диска, магнитопроводы роторов выполнены в

виде кольцевого ярма с торцовыми зубцами, обращенными к ферромагнитному диску и симметричными относительно него и размещенными внутри секций обмотки.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в тихоходном малоинерционном электроприводе. Целью изобретения является повышение КПД. Двигатель состоит из корпуса 1 с закрепленными в нем секциями 2 обмотки якоря, двух роторов 4 с шихтованными магнитопроводами в виде кольцевого ярма 5 с торцовыми зубцами 6. Роторы 4 установлены на шарнирах таким образом, чтобы зубцы 6 их магнитопроводов входили в отверстия секций 2 обмотки и занимали в них среднее положение. На валу 11 двигателя закреплен ферромагнитный диск 13, размещенный между роторами 4. При включении секций 2 обмотки якоря в сеть переменного тока через вентильную схему под током в каждый момент времени оказываются секции одной половины статора. Магнитный поток каждой секции замыкается через зубец 6, охватываемый этой секцией, рабочий зазор, ферромагнитный диск 13, противоположный зубец 6 другого ротора 4, ярмо 5 и соседние зубцы обоих роторов 4. Под действием результирующей электромагнитной силы роторы обкатывают торцовую поверхность зажатого между ними ферромагнитного диска 13, оставаясь остановленными от вращения вокруг своей оси. В электродвигателе на пути основного магнитного потока якоря отсутствуют дополнительные нерабочие зазоры, поток замыкается по относительно короткому магнитопроводу, проходя минимальные рабочие зазоры, что обусловливает низкое потребление электроэнергии и, следовательно, более высокий КПД. 3 ил.

Фиг. Z

/4

Фиг.д