Однофазный вентильный торцовый двигатель Советский патент 1992 года по МПК H02K29/08 

Изобретение относится к электротехнике, а именно к вентильным микродвигателям, предназначенным преимущественно для бытовых устройств.

Известен однофазный вентильный торцовый двигатель, содержащий рогор. состо- ящий из кольцевого многополюсного постоянного магнита и ярма, статор с обмоткой и ферромагнитными штырями, направленными к постоянному магниту ротора, и датчик положения ротора.

Ферромагнитные штыри устанавливают постоянный магнит ротора в определенное положение для обеспечения пускового момента при включении двигателя. Далее датчик положения ротора осуществляет коммутацию тока в обмотке статора, обеспечивая непрерывное вращение ротора.

Недостатком известного двигателя является высокий уровень шума и вибрации при вращении ротора по причине наличия штырей на статоре.

Известен также однофазный вентильный торцовый двигатель, содержащий ста тор с обмоткой, размещенной на плоском магнитопроводе с секторным вырезом, ротор, состоящий из кольцевого многополюсного постоянного магнита и ярма, и датчик положения ротора.

Секторный вырез в магнитопроводе статора устанавливает постоянный магнит ротора в определенное положение для обеспечения пускового момента при включении двигателя.

К недостаткам известного двигателя следует отнести высокий уровень шума и вибрации вследствие наличия выреза в магнитопроводе и, как следствие, использование двигателей в основном в вентиляторах

Целью изобретения является снижение уровня шума и вибрации и расширение эксплуатационных возможностей путем уменьшения пульсации момента.

На фиг. 1 показан однофазный вентильный торцовый двигатель: на фиг. 2 - то же,

СЛ

С

-ч

ГО О СЛ

ю

вид на плату статора; на фиг. 3 - кольцевой магнит ротора; на фиг. 4 - то же, разрез; на фиг. 5 - упрощенная схема управления вентильного двигателя; на фиг. 6 -диаграмма, поясняющая образование вращающегося момента на валу двигателя.

Однофазный вентильный торцовый двигатель содержит статор с обмоткой 1, закрепленной на плоском магнитопроводе 2, имеющем секторный вырез. Магнитопро- вод 2 закреплен на основании 3, имеющем втулку под подшипники. На основании 3, например, с помощью скобы 4 закреплен электромагнит 5 с подпружиненным якорем 6 в форме секторной пластины, размещен- ной в вырезе магнитопровода 2 статора, причем поверхности магнитопровода 2 статора и якоря 6 электромагнита со стороны воздушного зазора размещены в одной плоскости. В магнитопроводе 2 статора закреп- лен датчик 7 положения ротора (датчик Холла). Ротор состоит из кольцевого многополюсного постоянного магнита 8, закрепленного на ярме 9. Поверхность полюсов постоянного магнита 8 может быть выпол- нена вогнутой относительно поверхности магнитопровода 2 статора для получения распределения индукции в зазоре на полюсном делении, близком к трапеции.

Схема управления (фиг. 5) содержит дат- чик Холла 10, выход которого подключен к. логическому коммутатору 11, открывающему транзисторы VT1 и VT2 или VT3 и VT4 в зависимости от полярности выходного сигнала с датчика Холла 10, при этом ток в обмотке 1 статора изменяет направление.

Двигатель работает следующим образом.

В обесточенном состоянии постоянный магнит 8 ротора находится в произвольном положении относительно обмотки 1 статора и датчика Холла 7. При включении двигателя на обмотку электромагнита 5 подается импульс заданной длительности (1-2 с) и якорь 6 притягивается, освобождая вырез в маг- нитопроводе 2. При этом если магнит 8 остановился в положении, при котором датчик Холла 7 находится под границей полюсов (т.е. вне действия магнитного поля), под действием сил тяжести вследствие наличия выреза магнит 8 повернется, датчик Холла 7

окажется в магнитном поле, и по обмотке 1 начинает протекать ток. После разгона ротора (1-2 с) для двигателя с внешним диаметром магнита 40 мм) обмотка электромагнита 5 обесточивается и якорь 6 занимает место в вырезе, образуя гладкий магнитопровод. Благодаря этому исчезает пульсирующая составляющая в моменте на валу двигателя.

Образование момента на валу схематично показано на диаграмме (фиг. 6). Разделение индукции в зазоре (Вб) имеет вид, близкий к трапеции (а), что достигается выбором значений воздушного зазора (1,5-2,0 мм) или выполнением при больших зазорах поверхности полюсов вогнутой. После разгона ротора и отключения электромагнита 5 при обесточивании обмотки 1 статора в момент нахождения датчика Холла 7 под границей полюсов благодаря инерции ротор с постоянным магнитом 8 перемещается и обмотка 1 подключается. Наличие гладкого магнито фовода якоря уменьшает пульсацию момента (б), снижает шум и вибрацию. Кроме того, при наличии датчика частоты вращения данный двигатель можно использовать в звукозаписывающей технике.

Формула изобретения

1.Однофазный вентильный торцовый двигатель, содержащий статор с обмоткой, размещенной на плоском магнитопроводе с секторным вырезом, ротор, состоящий из кольцевого многополюсного постоянного магнита и ярма, и датчик положения ротора, отличающийся тем. что с целью снижения уровня шума и вибрации и расширения эксплуатационных возможностей путем уменьшения пульсации момента, двигатель снабжен электромагнитом с подпружиненным якорем в форме секторной пластины, размещенной в вырезе магнитопровода статора, при этом поверхности магнитопровода статора и секторной пластины со стороны воздушного зазора размещены в одной плоскости.

2.Двигатель поп. 1,отличающий- с я тем, что поверхность полюсов постоянного магнита ротора выполнена вогнутой относительно поверхности магнитопровода статора.

Использование: вентильные двигатели, предназначенные для использования в бытовой технике. Сущность изобретения: двигатель снабжен электромагнитом 8 с якорем 7 в виде секторной пластины, размещенной в вырезе магнитопровода 5 статора и повторяющей по контуру геометрию выреза. При включении двигателя электромагнит притягивает якорь, образуя вырез и создавая таким образом асимметрию магнитопровода для создания пускового момента.-После пуска якорь встает на место выреза и асимметрия исчезает. Благодаря этому уменьшается пульсация момента 1 з.п ф-лы, 6 ил

2S62l7il.

f

JZ

-5

i0

I

1

Јнг. о

/

С}

л

v

- -

«. .