Электромеханический преобразователь моментного вентильного электродвигателя Советский патент 1991 года по МПК H02K29/00 H02K19/00 

Изобретение относится к электротехнике, в частности к бесконтактным моментным электрическим машинам, и могут быть использованы в электромеханических системах.

Цель изобретения - увеличение удельного момента машины.

На фиг.1 представлен моментный вентильный двигатель торцевого типа с электромагнитным оборудованием

(МВДТЭ), продольный разрез; на фиг .2 - то же, поперечный разрез; на фиГ|3 центральный диск в немагнитном ободе, аксонометрия.

Устройство содержит тороидальный магнитопровод 1, кольцевую обмотку

2,П-образного сечения, центральный диск 3 ротора, обмотку возбуждения, магнитопроводящий вал (непод- вижный) 5( подшипник 6, немагнитный обод 7, внешний диск 8 (магнитный), немагнитный вкладыш 9, немагнитную обойму 10, магнитопроводящие П-об- разные клинья 11, немагнитные втулк 12, магнитопроводящую втулку 13, дачик И положения ротора, магнитный вкладыш 15 и колесо 16, На неподвижном магнитопроводящем валу 5 через немагнитные втулки 12 жестко закреп лены тороидальный магнитопровод 1

с намотанной на него кольцевой обмоткой 2 и обмотки h возбуждения. Внешние магнитные диски 8 через немагнитную обойму 10 и подшипник 6 посажены на вал 5. Внешний обод 7 жестко закрепляет как внешние диски 8, так и внутренний П-образный диск

3,состоящий для удобства сборки из двух частей,

Для замыкания магнитного потока между центральным П-образным диском 3 ротора и внешним магнитным диском

8устанавливается магнитные вкладыши 15, имеющие форму сегмента и чередующиеся с немагнитными вкладышами 9, при этом образуются полости

в которых размещены обмотки 11 возбуждения, Центральный диск 3, внешние диски 8 и немагнитные вкладыши

9связаны не магнитным ободом 7, а по периметру кольцевого магнитопро- вода 1 между катушками тороидальной обмотки 2 установлены и жестко закреплены магнитопроводящие П-образ- ные клинья 11, имеющие непосредственный тепловой контакт с немагнитными втулками 12 и тороидальным маг нитопроводом статора 1 , что улучшает тепловые характеристики двигател

Путь магнитного потока, обозначенный на фиг,1 пунктирной линией (для одной пары полюсов) показывает что обмотка статора используется почти полностью, не используется только часть обмотки статора, прилегающая к валу. Наличие необходимого объема, занимаемого обмотками

5

5 0

5

5

0

0

5

0

возбуждения, не требует увеличения линейной длины и диаметра двигателя, а следовательно, и увеличения ее габаритов, что выгодно отличает ее от известной машины. Внешний вращаю1 щийся ротор улучшает кинематическую схему привода, так как упрощается стыковка двигателя с механизмом, что приводит к снижению массы промежуточных конструктивных деталей и уменьшению массы всей конструкции, а следовательно и увеличению удельного момента двигателя (мотор-колеса).

Магнитные клинья увеличивают интенсивность потока в активной зоне статора и позволяют лучше использовать обмотку в тепловом отношении, так как создается хороший тепловой контакт с кольцевым магнитопроводом 1, имеющим с неподвижным валом малое тепловое сопротивление. За счет раз-, витых внутренних поверхностей ротора и хорошей теплоотдачи с наружной поверхностью увеличивается эффективность охлаждения двигателя.

При работе в режиме двигателя электромагнитный момент создается за счет взаимодействия потока, создаваемого кольцевыми обмотками k воо- буждения, и тока, протекающего по обмоткам статора 2.

Позиционные сигналы датчика положения ротора, воздействуя на силовые ключи полупроводникового коммутатора, подключают определенные группы катушек статора (фазы статора) к источнику питания, обеспечивая бесконтактное переключение тока в обмотках (коммутацию), что соответствует работе бесконтактного вентильного двигателя.

Для улучшения распределения потока и улучшения удельных показателей по моменту магнитопроводящие зубцы центрального диска ротора П-образного сечения имеют скос,

Наличие большого обмоточного пространства, занимаемого обмотками возбуждения, позволяет секционировать ее (например на три катушки с каждой стороны), что расширяет возможности использования МВДТЭ,в частности, позволяет применять их в режимах вентильных двигателей с питанием от трехфазной сети,

Неподвижный магнитопроводящий вал обеспечивает бесконтактный токопровод, а в случае необходимости интенсивное непосредственное охлаждение обмоток якоря и возбуждения через полый вал. Торцовая конструкция машины облегчает статическую и динамическую балансировку ротора электромеханического преобразователя,

Формула изобретения

Электромеханический преобразователь моментного вентильного электродвигателя, содержащий статор, на котором расположен якорь из тороидального магнитопровода с обмоткой кольцевого типа, ротор с магнито- мягкими полюсами, расположенными с торцовых сторон якоря, и обмотку возбуждения, выполненную в виде дву кольцевых катушек, магнитопроводя- щие втулки, вал, отличающи с я тем, что, с целью повышения удельного момента, он снабжен маг- нитопроводящими клиньями, немагнитным ободом, немагнитными вкладышами

в количестве, равном числу полюсов, вал выполнен неподвижным и магнито- проводящим, ротор выполнен в виде двух магнитопроводящих внешних дис- .ков, немагнитного обода и централь

5

0

5

0

ного диска П-образного сечения, внутренней поверхностью охватывающего якорь с трех сторон, к обеим внешним торцовым сторонам центрального диска жестко прикреплены оба внешних диска, причем обмотки возбуждения расположены в зазоре между внешними торцовыми поверхностями центрального диска и внутренними поверхностями внешних дисков, на магнитопроводящем валу неподвижно закреплены немагнитные втулки, обмотки возбуждения и якорь, центральный диск выполнен составным из 2р магнитопроводящих-полюсов с чередующейся полярностью, причем внешние магнитопроводящие диски имеют разную полярность и отделены от полюсов противоположной полярности немагнитными вкладышами, чередующимися с магнитными вкладышами, центральный диск, внешние диски, нитные и магнитные вкладыши связаны немагнитным ободом, а по периметру кольцевого магнитопровода якоря между катушками тороидальной обмотки установлены и жестко закреплены П-об- разные магнитопроводящие клинья, магнитопроводящие втулки жестко закреплены на валу напротив магнитопроводящих внешних дисков.

Изобретение относится к момент- ным вентильным двигателям, Цель изобретения - увеличение удельного момента машины. В двигатель дополнительно введена вторая обмотка 4 возбуждения, ротор выполнен в виде двух магнигопроводящих внешних дисков 8, немагнитного обода 7 и центрального диска 3 П-образного сечения, внутренней поверхностью охватывающего статор с трех сторон, к обеим внешним торцовым сторонам которого жестко прикреплены оба внешних диска, причем обмотки возбуждения расположены в зазоре между внешними торцовыми поверхностями центрального диска и внутренними поверхностями внешних дисков, а магнитопроводящий вал 5 с немагнитными втулками 12 выполнен неподвижным с жестко закрепленными на нем немагнитными втулками, обмотками возбуждения и статором; центральный диск выполнен составным из 2р магнитопроводящих полюсов с чередующейся полярностью, причем внешние магнитопроводящие диски имеют разную полярность и отделены от полюсов противоположной полярности немагнитными вкладышами 9, чередующимися с магнитными вкладышами 15. Центральный диск, внешние диски, немагнитные и магнитные вкладыши связаны немагнитным ободом 7, а по периметру кольцевого магнитопровода статора между катушками тороидальной обмотки установлены и жестко закреплены магнитопроводящие клинья 11. Датчик 14 положения ротора (например, датчик Холла) расположен на немагнитных втулках с двух сторон относительно статора, имеет магнитный контакт по внутреннему диаметру центрального диска П-образного сечения, магнитопроводящая втулка жестко закреплена на валу напротив магнито- проводящего внешнего диска, 3 ил. S2 (Л ю 4 СО СО

8

16

11