Репульсионный вентильный реверсивный электродвигатель Советский патент 1991 года по МПК H02K29/06 

Изобретение относится к электротехнике, в частности к однофазным электродвигателям с бесконтактной коммутацией.

Целью изобретения является повышение надежности и упрощение конструкции.

На фиг.1 показана схема электродвигателя; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1; на фиг.З - электрическая схема одной из секций обмотки ротора с соответствующим вентилем; на фиг.4 - элементы ротора электродвигателя; на фиг.5 - схома электродвигателя, вариант.

Электродвигатель содержит статор, который имеет пару полюсов, состоящих из двух частей каждый. Первый полюс содержит части 1 и 2, а второй полюс статора - части 3 и 4. Между частями 1 и 2 первого полюса статора расположена диэлектрическая прослойка 5, а между частями 3 и 4 второго полюса статора - диэлектрическая прослойка 6,

Диэлектрические прослойки 5 и 6(фиг.1) выполнены воздушными, т.е. каждый из полюсов статора разделен по сути на более мелкие полосы - части 1 и 2 или 3 и 4, а диэлектрические прослойки 5 и G выполнены в виде магнитопроводных диэлектрических вставок из, например, феррита. Вставки-прослойки 5 и 6 могут быть клиновидной формы (фиг.5).

Части 1-4 полюсов статора соединены магнитопроводящим ярмом 7. Ярмо 7 либо целиком, либо в частях, примыкающих к частям 1-4 полюсов, выполняется из магнито- проводного диэлектрика, например феррита.

Части 1-4 полюсов статора выполняются из магнитомягкого электропроводящего материала. Вокруг частей 1 и 2 первого полюса намотана катушка 8 обмотки статора, а вокруг частей 3 и 4 второго полюса - катушка 9.

Каждая из катушек 8 и 9 (фиг.1) выполняется из двух половин, которые располагаются на соответствующих из частей 1-4 статора, а каждая из катушек 8 и 9 (фиг.5) охватывает сразу обе части (1,2 или 3,4) соответствующего полюса. Катушки 8 и 9 однофазной обмотки статора могут соединяться последовательно или параллельно,

Ротор 10 электродвигателя имеет секции 11.1-11.4 обмотки ротора, которые электрически одна с другой не соединены. На роторе 10 под полюсами статора установлены также вентили 12.1-12.4, управляемые электрическим полем. Вентили 12.1-12.4 могут быть выполнены аналогично полевым транзисторам и должны быть двухпроводными.

Секция 11.1 обмотки ротора соединяется с вентилем 12.2 (фиг.З), секция 11.2 - с вентилем 12.2 и т.д. Секции 11.1-11.4 обмотки ротора устанавливаются по окружности ротора 10 с сдвигом одна относительно другой на угол о , который может быть равен 45°. Каждый из вентилей 12.1-12.4 сдвигается относительно оси соответствующей из секций 11.1-11.4, с которой он электрически

сорединен, на угол ft (фиг.4). Угол/3 сдвига может быть равным или близким к 90°. Ширина каждого из полюсов статора на частях 1,2 или частях 3,4 может быть близкой к 150-180 град.

Электропроводные части 1-4 полюсов

статора проводами соединены с переключателем 13, который выполняет роль блока реверса и управления двигателем. Переключатель 13 выполняется на несколько (два

или три) положения и подключается к выходу выпрямителя 14, который выполняет роль источника постоянного напряжения. Вход выпрямителя 14 подключается к источнику переменного напряжения (клеммы 15 и 16),

от которого можно питать и катушки 8 и 9. Таким образом, весь двигатель питается от одной фазы источника.

Электродвигатель работает следующим образом.

При питании катушек 8 и 9 от источника

переменного тока статор электродвигателя образует двухполюсную магнитную систему. Части 1 и 2 с катушкой 8 образуют один полюс, а части 3 и 4 с катушкой 9 - другой

полюс. Оба полюса статора имеют ось 17 полюсов, перпендикулярно которой располагается ось 18 (фиг.1 и 5). Перемен ноедвух- полярное поле статора наводит в соответствующих из секций 11.1-11.4 ротора соответствующие ЭДС, под действием которых в соответствующих секциях ротора протекают переменные токи. Наличие или отсутствие токов в цепях секций ротора определяется коммутацией вентилей 12.112.4, управляемых электрическим полем частей 1-4 статора,

В режиме прямого вращения ротора переключатель 13 находится о крайнем верхнем положении. Электропроводные части 1 и 3 полюсов статора подключены к потенциалу одной полярности выпрямителя 14, а электропроводные части 2 и 4 - к потенциалу другой полярности. Полевые вентили

12.1-12.4 отпирают при прохождении их либо в первом и третьем, либо во втором и четвертом квадрантах, образованных осями 17 и 18(фиг.1 и 5), образуя полезный момент соответствующего знака.

Вентили 12.1-12.4 ожрываются при прохождении ими квадрантов с погенциа- лом одной полярности и закрываются при прохождении ими квадрантов с потенциалом другой полярности. Это обеспечивает наобходимую коммутацию двигшелю.

Если двигатель тоебуется остановить, то переключатель 13 переводится в среднее положение. Электропроводные части 1-4 полюсов статора отключаются or выпрямителя 14 и соединяются одна с другой. Это приводит к выравниванию потенциала на всех частях 1-4 полюсов статора,от чего электрическое поле во всех квадратах между осями 17 и 18 становится одинаковым, в результате движущий момент исчезает и двигатель останавливается.

Если же требуется перейти в режим реверса, то переключатель 13 становится п крайнее нижнее положение. Потенциал частей 1,3 и 2,4 меняют свои знаки на обратные тем, которые они имэли в режиме прямого вращения, и электродвигатель вращается в другую сторону.

Управление и перевод в реверс электродвигателя осуществляется с помощью переключателя 13, который стоит в слаботочных (не силовых) цепях двигателя. Это повышает надежность работы электродвигателя и позволяет применять его при частых реверсах. При реверсах рвать силовые цепи катушек 8 и 9 не требуется. Электродвигатель предназначен для использования в битовой технике и на транспорте.

Формула изобретения

1. Репульсионный вентильный реверсивный электродвигатель, содержащий статор, на котором расположено четное число полюсов, выполненных из магнитопроводя- щего материала, по крайней мере часть полюсов выполнена из электропроводящего материала, полюса соединены между собой магнитопроводящим ярмом, на полюсах размещены катушки однофазной первичной обмотки, подключенные к цепи питания переменного тока, ротор, на котором с равномерным угловым смещением размещены секции вторичной обмотки, электрически не

связанные между собой и замкнутые каждая на двухпроеодящий электрический вентиль, выполненный с возможностью управления состоянием электрического поля, вентили

размещены также с равномерным угловым смещением относительно друг друга и сдвинуты относительно оси связанных с ними секций, блок реверса и источник постоянного напряжения, отличающийся тем, что, с

целью повышение надежности и упрощения конструкции, ярмо выполнено из диэлектрического материала, вентили размещены напротив активной поверхности полюсов, магнитопровод каждого полюса выполнен из

двух половин, электрически не связанных межqy собой, одноименные половины разных по/носов соединены электрически между собой и с одним из полюсов источника постоянного напряжения.

. Электродвигатель поп.1,отличающ и и с я тем, что обмотка размещена на каждой из половин полюсов.

3. Электродвигатель по п. 1, о т л и ч а ю- щ и и с. ч тем, что каждый полюс снабжен

магнитопроводящей диэлектрической вс1эвкой, каждая катушка первичной обмотки охватывает две половины полюса, между которыми расположены воавки.

4. Электродвигатель по пп.1 и 2, о т л ичающийся тем, что блок реверса выполнен в виде переключателя, через который электропроводные части каждого полюса статора подключены к источнику постоянного напряжения, переключатель выполнен с возможностью переключения этих электропроводных частей полюса относительно прогивополярных выводов источника постоянного напряжения.

5. Электродвигатель по пп.1,2 и 4, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что переключатель между источником постоянного напряжение и лекгропроводными частями каждого полюса статора выполнен трехпозиционным, с возможностью переключения электропроводных частей полюсов к выводам источника напряжения в крайних положениях переключателя и подключения всех электропроводных полюсов одна к другой в

среднем положении переключателя.

77

Изобретение относится к однофазным репульсионным электродвигателям с бесконтактной коммутацией. Целью изобретения является повышение надежности и ПИ W ПЗ 12.3 упрощение конструкции электродвигателя. Электродвигатель содержит статор, полюса которого состоят из двух частей 1,2 и 3,4 каждый. Части полюсов могут быть отделены одна от другой либо воздушным промежутком, либо магнитодиэлектриком. В первом случае катушки 8 и 9 обмотки статора охватывают каждую часть полюса, а во втором - обе части. Через блок управления части полюсов, выполненные из электро- и магнитолроводящего материала, связаны с источником постоянного тока. Секции 11.1-11.4 обмотки замкнуты на двупрово- дящие вентили 12.1-12.4, выполненные с возможностью управления ими электрическим полем. 4 з.п. ф-лы, 5 ил. 75 Я, Ё Фие.1