Электродвигатель Советский патент 1991 года по МПК H02K41/06 H02K19/00 

Фиг. 2

Изобретение относится в электротехнике и может быть использовано в автоматизированном электроприводе.

Цель изобретения - расширение эксплуатационных возможностей путем увеличения диапазона частоты и моментов вращения.

На фиг. 1 представлен электродвигатель, поперечный разрез; на фиг. 2 - то же, продольный разрез; на фиг. 3 - то же, с центрирующим конусом; на фиг. 4 - подпятник для вала ротора двигателя; на фиг. 5 и б - подвижное соединение выходного вала двигателя с передачей несоосного вращения, варианты; на фиг. 7 - двигатель с гис- терезисным слоем на роторе, поперечный разрез.

Электродвигатель состоит из пакета статора 1, на котором размещена многофазная распределенная обмотка 2. На пакете статора 1 также размещена кольцевая катушка 3 униполярного подмагничивания, ось которой совпадает с осью расточки статора. В расточке пакета статора 1 установлен ротор 4, который может быть выполнен реактивным и зубчатым, пазы 5 ротора 4 заполнены неферромагнитным материалом (фиг. 1). Ротор 4 может быть выполнен гис- терезисным или содержать гистерезисную втулку (фиг. 7). Ротор 4 насажен на жесткий вал б, который через муфту 7, служащую для передачи несоосного вращения, соединен с выходным валом 8 двигателя. В качестве передачи несоосного вращения может использоваться, например, муфта Ольдгема. Противоположный конец вала 6 ротора 4 опирается на подпятник 9 конической формы, выполненный в торцовом щите двигателя. Выходной вал 8 имеет с одной стороны из полумуфт 10 муфты 7 подвижное вдоль оси соединение, например, шлицевое (фиг. 5 и 6).

На выходном валу 8 установлен осевой упругий элемент 11, например пружина, которая одним своим торцом упирается в кольцевой выступ, выполненный на выходном валу 8, а другим - в торец полумуфты 10. находящейся в шлицевом зацеплении с валом 8. Под действием пружины 11 вал 6 ротора 4 занимает положение, с расточкой статора 1, упираясь своим заостренным концом в конический подпятник 9.

Электродвигатель работает следующим образом.

Возможны два режима работы: первый - режим вращения ротора в расточке статора, второй - режим обкатывания ротором расточки статора.

При работе электродвигателя по первому режиму питание подается только на многофазную обмотку 2 статора 1, а кольцевая катушка 3 остается незапитанной. Вал 6 ротора 4 остается соосным расточке статора 1 под действием пружины 11. Многофазная обмотка 2 создает в рабочем зазоре вращающееся двухполюсное магнитное поле, под действием которого электродвигатель работает как реактивный редукторный двигатель, обеспечивая относительно высокую частоту вращения и относительно низкий момент на выходном валу 8.

При работе электродвигателя по второму режиму - режиму двигателя с катящимся ротором (ДКР), ротор 4 обкатывает расточку статора 1. В этом случае питание подается как на многофазную обмотку 2, так и на кольцевую катушку 3. Под действием магнитного потока катушки 3 (фиг. 2) создается усилие в торцовом воздушном зазоре между торцом ротора 4 и торцом магнитопровода пакета статора 1, которое в свою очередь преодолевает сопротивление пружины 11 и

смещает ротор 4 вдоль оси двигателя. Одновременно в рабочем воздушном зазоре в результате сложения униполярного магнитного потока кольцевой катушки 3 и двухполюсного магнитного потока многофазной

обмотки 2 создается сила одностороннего магнитного притяжения ротора 4 к расточке статора 1, которая с синхронной скоростью перемещается вдоль расточки статора и под действием которой ротор 4 будет обкатывать расточку статора 1. Вследствие разности диаметров расточки статора 1 и внешнего диаметра ротора 4 последний имеет медленное вращение вокруг собственной оси, которое с помощью передачи

несоосного вращения передается на выходной вал 8. В режиме ДКР электродвигатель имеет относительно низкую частоту вращения выходного вала и относительно высокий момент.

Для более эффективной работы двигателя в режиме ДКР узел соединения муфты 7 с выходным валом 8 должен обеспечить гарантированный торцовый эазср между торцом ротора 4 и торцом пакета статора 1.

Работа двигателя в режиме ДКР также будет эффективнее при правильном согласовании длин окружностей расточки г атора 1 и внешнего диаметра ротора 4 с соотношени- ем чисел зубцов на статоре и роторе.

При снятии питания с кольцевой обмотки 3 ротор 4 двигателя перемещается в центр расточки статора 1 под действием пружины 11, вал 6 ротора 4 упирается своим заостренным концом в центр подпятника 9

(фиг. 4) и ротор А переходит в режим соос- ного вращения.

Таким образом, подавая и снимая питание с кольцевой катушки 3, можно изменять режим работы двигателя.

Для улучшения центрирования ротора 4 в расточке статора 1 в пакете статора может быть выполнено коническое направляющее отверстие 12 (фиг. 3), а на валу 6 ротора 4 - конический выступ, сопрягающийся с упо- мянутым отверстием.

В конструкции двигателя могут быть использованы ротооы не только реактивных редукторных двигателей, но также и роторы других известных электродвигате- лей, например гистерезисных, (гистерезис- ный слой 13, фиг. 7), асинхронных и т.д.

Формула изобретения

1. Электродвигатель, содержащий корпус, на котором размещен статор с много- фазной распределенной обмоткой и ротор, установленный на выходном валу в расточке статора в подшипниковых щитах, отличающийся тем, что, с целью расширения эксплуатационных возможностей путем увеличения диапазона частоты и моментов вращения, он снабжен передачей несоосного вращения, катушкой униполярного под- магничивания, расположенной соосмо с расточкой статора, и упругим элементом осевого действия, выходной вал установлен в подшипниковом щите в подшипниках, при этом передача несоосного вращения установлена между выходным валом и обращенным к нему концом вала ротора, упругий элемент расположен на выходном валу и одним своим концом упирается в выступ, выполненный на выходном валу, а другим - в торец подвижной части передачи несоосного вращения, которая соединена с выходным валом при помощи подвижного только в осевом направлении соединения, причем конец вала ротора, противоположный выходному валу, выполнен заостренным и опирается на подпятник конической формы, выполненный в подшипниковом щите.

2. Электродвигатель по п. 1. о т л и ч а ю- щ и и с я тем, что, с целью улучшения центрирования ротора, на внутренней поверхности статора выполнен кольцевой выступ с конической внутренней поверхностью, а на валу ротора выполнен конический выступ соответствующей упомянутому отверстию конической формы.

Изобретение относится к электротехнике. Целью изобретения является расширение эксплуатационных возможностей путем увеличения диапазона частот и моментов вращения. Электродвигатель содержит статор 1 с обмоткой 2, на статоре 1 соосно с его расточкой размещена кольцевая катушка 3 униполярного подмагничивания, в расточке статора 1 размещен зубчатый ротор 4, промежутки между зубцами которого заполнены диэлектрическим материалом. Ротор 4 закреплен на валу 6 и соединен при помощи передачи 7 несоосного вращения с выходным валом 8. Другим концом вал 6 ротора опирается на подпятник 9. Передача несоосного вращения соединяется с выходным валом 8 при помощи полумуфты 10 передачи 7несоосного вращения. На выходном валу 8установлен упругий элемент 11 осевого действия. При подаче питания на обмотку 2 статора 1 ротор 4 вращается в расточке. При подключении к источнику питания катушки 3 униполярного подмагничивания ротор обкатывает расточку статора. Подключая и отключая от источника питания катушку 3, можно менять режим работы двигателя, расширяя тем самым диапазон частот и моментов вращения. 1 з.п. ф-лы, 7 ил. (Л С

5

Фиг.1

о o

«D

b

Zr

Фиг. 7