Многополюсный моментный двигатель постоянного тока Советский патент 1990 года по МПК H02K26/00 

СЭ

ю

Од

сд

Изобретение относится к электромашиностроению. Цель изобретения - повышение надежности, улучшение массогабаритных показателей и упрощение конструкции. Обмотки якоря многополюсного моментного двигателя постоянного тока выполнены из секций 1 - 18, последовательно соединенных между собой, соответствующей схемы соединения секций 1 - 18 обмотки якоря между собой и с коллекторными пластинами 19 - 36. 3 ил.

Фиг.1

Изобретение относится к электромашиностроению и может быть использовано в создании электроприводов постоянного тока,

Целью изобретения является повышение надежности, улучшение массогабаритных показателей и упрощение конструкции.

На фиг. 1 приведена принципиальная схема предлагаемого многополюсного мо- ментного двигателя постоянного тока (2р 16, , ); на фиг. 2 - увязка геометрических размеров щеточно-коллекторно- го узла; на фиг. 3 - поперечное сечение предлагаемого двигателя с цилиндрическим вариантом якоря.

Якорная обмотка предлагаемого многополюсного моментного двигателя постоянно- -0 тока состоит из равномерно 1аспрелТ.еленных по окружности якоря секций 1-18, каждая из секций занимает угол 2ii/s радиан, секции соединены последовательно таким образом, что концы i-x секций соединены с началами (i + l)-x секций, так конец секции 1 соединен с началом секции 2, конец секции 2 соединен с началом секции 3, и т. д., конец секции 18 соединен с началом секции 1. Начала секций 1-18 соединены с пластинами коллектора 19-36, число „j. щеток 39, 40, 47-49 приводит к уменьшекоторых , при этом начала секций с номерами i подключены .к пластинам коллектора с номерами + s, т. е. начало секции 1 соединено с коллекторной пластиной 19, начало секции 2 соединено с коллекторной пластиной 20 и т. д. С рабочей поверхностью пластин коллектора 19-36 контактируют щеток 37-52, подклю чен- ных к токосборным шинам 53 и 54. Угловые размеры контактной поверхности р пластин 19-36, межламельных промежутков в на уровне поверхности контактирования щеток 37-52 с пластинами коллектора 19-36 и угол охвата у коллектора каждой из щеток 37-52 выбраны таким образом, что при любом угловом положении коллектора относительно щеток исключена возможность замыкания источника питания (не показан), подключенного к токосборным шинам 53 и 54, а также потеря контакта щетки с одной из коллекторных пластин 19-36. Эти условия выполняются при удовлетворении неравенства

.

Поток возбуждения в двигателе создается индуктором с 2р полюсами 55-70 чередующейся полярности, -закрепленными на магнитопроводе 71. Якорь двигателя может быть выполнен дисковым или цилиндрическим, беспазовым или с явно выраженной зубчатой структурой, вариант конструкции двигателя с явно выраженной зубчатой структурой цилиндрического якоря показан, в этом случае каждая из секций -18 устанавливается на своем стержне (зубце), являющемся частью магнитопровода якоря 72.

нию площадей контактирования этих пластин с соответствующими им щетками, в результате чего увеличивается переходное сопротивление контактов «Коллектор - щетка и уменьшается величина токов, проходя- 30 Щих по секциям 3, 4 и 12, 13. При угле поворота якоря относительно указанного положения BI

2J.J. 16 -3

щетка 41 сходит с пластины 23 и разрывает цепь тока секции 4. Сек- 35 ция 4 оказывается последовательно включенной с секцией 5, и ток в ней начинает спадать, а щетка 49 сходит с пластины 32 и разрывает аналогично цепь тока секции 13, кото- -рая оказывается последовательно соединенной с секцией 14, и ток в ней начинает спа40

дать. При угле поворота якоря eg

45

50

55

.2. 16 3

щетка 40 находит на пластину 23, а щетка 48 находит на пласгину 32 и секции 4 и 13 оказываются закороченными щетками 40 и 48 соответственно, начинают нарастать токи нужного направления в секциях 5 и 14. Теперь вращающий момент создается секциями 1-3, 5-12 и 14-18, секции 4 и 13 находятся в режиме коммутации тока.

Предлагаемая конструкция многополюсного моментного двигателя постоянного.тока имеет симметричное относительно оси вращения якоря распределение электромагнитных сил взаимодействия зубцового якоря с полюсами индуктора, что исключает одностороннее тяжеление, вибрацию якоря и, следовательно, увеличивает надежность двигателя в целом. Также в предлагаемом мноПредлагаемый многополюсный момент- ный двигатель постоянного тока работает следуюш.им образом.

При подключении токосборных шин 53

и 54 к источнику постоянного тока по секциям 1-4,6-13 и 15-18, включенным параллельно друг другу, протекает ток, взаимодействие которого с магнитным полем, создаваемым полюсами 55-70, приводит к появлению вращаюшего момента на валу

якоря. Секции 5 и 14 закорочены щетками 41 и 49, соприкасающимися с пластинами коллектора 23, 24 и 32, 33, к которым присоединены эти секции и находится в режиме коммутации тока. При вращении якоря с

закрепленными на нем секциями 1 -18 и коллекторными пластинами 19-36 относительно неподвижных полюсов 55-70 и щеток 37-52 в секциях 1 -18 происходит изменение направления тока, в результате чего направление вращающего момента остается

постоянным. Переключение секций в случае, если якорь двигателя вращается в направлении, показанно-м стрелкой, осуществляется следуюш,им образом. Смещение коллекторных пластин 21-23 и 30-32 относительно

нию площадей контактирования этих пластин с соответствующими им щетками, в результате чего увеличивается переходное сопротивление контактов «Коллектор - щетка и уменьшается величина токов, проходя- 30 Щих по секциям 3, 4 и 12, 13. При угле поворота якоря относительно указанного положения BI

2J.J. 16 -3

щетка 41 сходит с пластины 23 и разрывает цепь тока секции 4. Сек- ция 4 оказывается последовательно включенной с секцией 5, и ток в ней начинает спадать, а щетка 49 сходит с пластины 32 и разрывает аналогично цепь тока секции 13, кото- -рая оказывается последовательно соединенной с секцией 14, и ток в ней начинает спа

дать. При угле поворота якоря eg

.2. 16 3

щетка 40 находит на пластину 23, а щетка 48 находит на пласгину 32 и секции 4 и 13 оказываются закороченными щетками 40 и 48 соответственно, начинают нарастать токи нужного направления в секциях 5 и 14. Теперь вращающий момент создается секциями 1-3, 5-12 и 14-18, секции 4 и 13 находятся в режиме коммутации тока.

Предлагаемая конструкция многополюсного моментного двигателя постоянного.тока имеет симметричное относительно оси вращения якоря распределение электромагнитных сил взаимодействия зубцового якоря с полюсами индуктора, что исключает одностороннее тяжеление, вибрацию якоря и, следовательно, увеличивает надежность двигателя в целом. Также в предлагаемом многопрлюсном моментном двигателе постоянного тока в режиме коммутации всегда находятся две секции якоря, что увеличивает момент двигателя и позволяет говорить об улучшении массогабаритных показателей двигателя. Упрощена схема соединения секций обмотки якоря и уменьшено число коллекторных пластин, что упрощает конструкцию многополюсного моментного двигателя постоянного тока в целом.

Формула изобретения .

Многополюсный моментный двигатель постоянного тока, содержащий индуктор с 2р полюсами чередующейся полярности, якорь с S равномерно распределенными по окружности секциями и коллектор с плас52

56

тинами, к которым присоединены секции обмотки якоря, отличающийся тем, что, с це лью повышения надежности, улучшения массогабаритных показателей и упрош,ения конструкции, обмотка якоря выполнена из секций, соединенных поспедователь- но, причем каждая секция подсоединена к паре соседних коллекторных пластин, число которых k равно числу секций, а угол о хвата коллектора ш.еткой у определяется неравенством

+ e.

где в - угол, занимаемый изоляцией между пластинами коллектора на уровне поверхности контактирования ш,ет- ки с ко.плектором.

37

38

.2

57

Л

69

6Ь

7

61

8

72

6i/

65

/J

66

сриг.д