ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ С ПОЛЫМ РОТОРОМ Советский патент 1969 года по МПК H02K17/02 H02K1/06 

Известен электродвигатель с иолым ротором, расположенным в зазоре между двумя соосиыми и взаимно смещающимися но окружности статорамн, один из которых примыкает к наружной поверхности ротора, а другой - к внутренней.

Предложенный двигатель отличается тем, что обмотки статоров расположены за пределами активной части ротора и смещены относительно него аксиально, а магнитные системы статоров снабжены аксиально вытянутыми иолюсными наконечниками, примыкающими к активной части ротора. Это способствует улучщению температурных условий, особенно при работе двигателя на упор, а улучщает использование объема.

Магнитная система по крайней мере одного из статоров состоит из расположенного коаксиально с валом и охваченного неподвижной кольцевой катушкой цилиндрического магнитопровода, а также аксиально шихтованных полюсных наконечников, которые связаны с различными концами магнитопровода щи.хтованными тороидамп и образуют при этом переменнополюсную систему.

пакета с распределенной обмоткой. Полый ротор переменный по длппе диаметр.

Па фиг. 1 1лображеи электродвигатель с кольцевыми обмотками на статорах; на фиг.

2 - двигатель, одпн из статоров которого

представляет собой обычный фазный ротор

асинхронной машнны с распределенной об iOTKoii в пазах.

Электродвигатель, изображенный на фпг. 1,

содержит два статора / и 2 и полый ротор 3 с переменным по длппе диаметром.

Цилпндрпческпй магнитопровод 4 статора 1 охвачен кольцевой катушкой 5. К разным концам магнптоировода примыкают аксиально

шихтованные полюсные наконечники 6 и 7, соединенные с нпм шихтованным тороидами S и 9.

Статор 2, выполненный аналогично иервому, содержит катушку 10, магиитопровод У/, полюсы 12 и 13 и переходные торопды 14 п 15. Работает двигатель следующим образом. Поток, возбуждае.мый катушкой 5, пройдя впутренпий магнитопровод 4 и тор01 Д 8, поступает в аксиально ламенированный полюс 6.

Через зазор, польп ротор 3 и второй зазор поток поступает в первый, внутренний аксиально ламенированный полюс 12, тороид 14, внутренний магннтонровод 11, тороид 15, второй внутрепппй полюс /5 п, снова пройдя через

ступает во второй, наружный аксиально ламенированный полюс 7 и замыкается через тороид 9.

. Поток, создаваемый второй катушкой 10, соответственно замыкается через внутренний магнитопровод 11, тороид 14, нолюс 12, зазор, полый ротор 3, зазор, полюс 6, тороид 8, магнитропровод 4, тороид 9, полюс 7, зазор, полый ротор 3, зазор, полюс 13, тороид 15.

При значительном смепдении оси нолюсов 6 и 7 относительно полюсов 12 и 13 часть потока может замыкаться и ломимо внутренних магаитонроводов и тороидов. Чтобы увеличить эту часть потока, на внутренние или наружные полюсы можно установить секторы тороидов. В отдельных случаях полюсы можно делать из оплошного ферромагнитного материала - желательно с высокой магнитной проницаемостью и большим удельным электросопротивлением. Число нар полюсов зависит от предполагаемой скорости двигателя.

Управлять двигателем можно как обычными способами (изменением амплитуды и фазы напряжений, приводимых к катушкам 5 и 10), так и путем поворота нолюсов 6 и 7 (или соответственно нолюсов 12 и 13 вместе с тороидами внутренними сердечниками для случая, когда катушки укреплены неподвижно на крышке (нри ограниченном угле управления), либо вместе с тороидами вокруг неподвил ных сердечников и катушек (при неограниченном угле управления и дополнительных зазорах между тороидами и сердечниками).

На фиг. 2 изображен другой конструктивный вариант двигателя. В коническом зазоре между статорами У и 2 расположен полый ротор 3 переменного диаметра. Статор /, как и в вышеописанном двигателе, содержит кольцевую катушку 5, охватывающую магнитонровод 4, полюсы 5 и 7 и тороиды 8 и 9. Статор 2 представляет собой обычный роторный накет

10с распределенной обмоткой, на наружной поверхности которого размешено аксиально ламенированное кольцо 11 с полюсами 12 и 13, примыкаюшими к ротору 3.

Работает двигатель следуюшим образом. Полюсы аксиально ламенированного кольца

11подводят поток с новерхности статора 2 к наружной новерхности ротора 3. Поскольку каждой новерхности зубца соответствует определенная зона потока на новерхности ротора, ротор пересекается потоком, возбуждаемым обмоткой статора 2, совершенно аналогично тому, как если бы этот статор размешался внутри ротора 3. Изменение величины или положения результируюшей оси потока соответственно передается на наружную поверхность полого ротора. Замыкается этот поток через полюс 6, тороид 8, магнитопровод 4, тороид 9, полюс 7, зазор, ротор 3, зазор, подюс 12, кольцо 11 и снова зубцы статора 2.

Аналогично замыкается поток, создаваемый катушкой 5. Двигателем можно управлять как обычными способами (изменением амплитуды и фазы напряжений, подаваемых к обмоткам статора 2 и катушке 5), так и поворотом полюсов 6 и 7 вместе с тороидами 8 9 (вместе с магнитопроводом 4 при ограниченном угле поворота либо вокруг него нри неограниченном угле .поворота), а также поворотом результируюшей оси потока, создаваемого обмотками статора 2 на поверхности ротора 3.

Если внутри полого ротора вместо полюсов 5 и 7, питаемых потоком, создаваемым катушкой 5, поместить аксиально ламенированное кольцо, насаженное на второй статор, аналогичный статору 2, можно управлять моментом и скоростью ротора 3 в зависимости от угла сдвига пространственных осей потоков, создаваемых обмотками статоров, без какого-либо фактического поворота аксиально ламенированных кольцевых полюсов.

Предмет и з о б р е т е н .и я

1. Электродвигатель с полым ротором, расположенным в зазоре между двумя соосными и взаимно смешаюшимися но окружности статорами, один из которых примыкает к наружной поверхности ротора, а другой - к внутренней, отличающийся тем, что, с целью улучшения температурных условий и использования объема двигателя, обмотки обоих статоров, или одного из них, расположены за пределами активной части ротора и смешены относительно него в аксиальном направлении, а магнитные системы статоров снабжены аксиально вытянутыми полюсными наконечниками, примыкаюш,ими к аксиальной части ротора.

2. Электродвигатель но н. 1, отличающийся тем, что магнитная система по крайней мере одного из статоров состоит из расположенного коаксиально с валом и охваченного неподвижной кольцевой катушкой цилиндрического

магнитонровода и аксиально шихтованных полюсных наконечников, связанных с различными концами указанного магнитопровода посредством также шихтованных тороидов и образуюших при этом переменнополюсную систему.

3.Электродвигатель по п. 1, отличающийся тем, что магнитопровод одного из статоров выполнен но типу пакета обычного статора или ротора, в пазах которого размешена обычпая распределенная обмотка.

4.Электродвигатель по п. 1, отличающийся тем, что оба статора выполнены по типу обычного пакета с распределенной обмоткой.

5.Электродвигатель но пп. 1-4, отличающийся тем, что полый ротор выполнен с переменным по длине диаметром.

ff