БЕСКОНТАКТНЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО ТОКА Советский патент 1973 года по МПК H02K29/06 

Изобретение относится к бесконтактным электродвигателям постоянного тока и может применяться в электроприводе, где требуется бесконтактное регулирование скорости в широких пределах, либо стабилизация скорости, а также может быть иснользован в электроприводе во взрывоопасных помещениях, или устройствах, не допускающих помех радиоприему, в электрической тяге. Известны бесконтактные электродвигатели постоянного тока с якорной обмоткой, подключенной к обмотке вращающегося трансформатора через выпрямители, у которых указанный трансформатор выполняет роль датчика ноложения ротора. Цель изобретения - повысить к. п. д. и уменьщить габариты. Согласно изобретению последовательно с секциями якорной обмотки включены формирователи имнульса тока, выполненные на транзисторах, в непь базы которых включены стабилитроны. Уменьщение габаритов и веса достигается благодаря совмещению в общем магнитопроводе обмотки вращающегося трансформатора и якорной обмоткой двигателя, а также благодаря электрическому объединению обмоток возбуждения двигателя и трансформатора в одной обмотке, выполненной но схеме моста. На фиг. 1 изображено принципиальное устройство бесконтактного однофазного двигателя переменного тока; на фиг. 2 - электрическая схема одной из «т обмоток двигателя; на фиг. 3 и 4 - схема и конструкция варианта с совмещением двигателя и трансформатора в общем магнитопроводе; на фиг. 5 приведена зависимость момента от угла поворота (а). Врандающийся трансформатор состоит из статора / и ротора 2, набранных из листовой электротехнической стали. Число пар полюсов - одна пара. На статоре размещается однофазная обмотка 5, подключаемая к питающей сети переменного тока. В пазах ротора размещается обмотка 4. В общем случае число обмоток может быть «т. Обмотка ротора подсоединена к выпрямительному устройству 5, смонтированному на диске 6 и закрепленному на валу 7 двигателя. К устройству 5 подключена обмотка 8 якоря двигателя постоянного тока. Число обмоток якоря также «т. Двигатель постоянного тока состоит из якоря 5 и четырехполюсного статора 10. Пакет якоря набран из листов электротехнической стали. В пазах его уложены обмотки 8. На полюсах статора размещены обмотки возбуждения //. Вал 7 вместе с закрепленным на нем ротором 2, диском 6, якорем 9 двигателя установлен в подшипниковых щитах двигателя. Вращающийся трансформатор в двигателе предназначен для бесконтактной передачи энергии в якорь двигателя, согласования напряжения питающей сети И с максимально допустимым напряжением (/2 транзисторов устройства управления, преобразования угла поворота ротора а в напряжение, пропорциональное синусу угла поворота ротора. Преобразованное напряжение U с обмотки 4 ротора выпрямляется выпрямителем 5 устройства управления и имеют форму в зависимости от угла поворота. В зависимости от угла а магнитный поток Ф в зоне обмотки 8 якоря изменяется но величине и направлению. Приведенная на фиг. 2 схема управления, состоящая из транзистора 12, резисторов 13, 14, стабилитрона 15, формирует напряжение 1/2 в зависимости от угла поворота а таким образом, что напряжение на обмотке 8 якоря электродвигателя изменяется в соответствии с кривой («), приведенной на фиг. 5. Это осуществляется следующим образом. До тех пор, пока напряжение меньше напряжения пробоя стабилитрона 15, транзистор 12 закрыт, так как база его через резисторы 13, 14 подключена к положительному зажиму выпрямителя 5. Когда же напряжение равным напряжению пробоя стабилитрона 15, то на базу транзистора 12 подается от выпрямителя 5 отрицательный потенциал. Транзистор 12 открывается, и под действием напряжения через обмотку 8 течет ток /, практически повторяя форму напряжения ,(а). Взаимодействие тока / с потоком Ф приводит к созданию электромагнитного вращающегося момента М. Помещая в общем случае «т обмоток на роторе трансформатора и якоре двигателя. получаемзависимость (а) без нулевых значений. Электродвигатель может быть выполнен по типу обращенной конструкции - с неподвижной якорной обмоткой и вращающимся индуктором. В пазах статора 1 размещены четыре обмотки 16, 17, 18, 19, соединенные электрически мостом (см. фиг. 3). в одну диагональ моста подключается переменное напряжение питающей сети. Обмотки, расположенные на статоре в соответствии с фиг. 4 и соединенные в соответствии с фиг. 3, создают при протекании переменного тока переменный магнитный поток, образующий одну пару полюсов и при подключении источника постоянного тока на вторую диагональ моста образуют в магнитопроводе совмещенной мащины четыре полюса. В пазах якоря размещаются одновременно вторичные обмотки вращающегося трансформатора и бесколлекторного двигателя постоянного тока. Каждая вторичная обмотка трансформатора подключается к своему устройству переключения. Электрические схемы устройств переключения собраны на диске 6, закрепленном на валу 7 двигателя. К выходу устройств переключения подключаются обмотки 20 и 21 двигателя постоянного тока, причем обмотки, сдвинутые на 90° в пространстве, электрически соединены между собой накрест в соответствии со схемой, приведенной на фиг. 3, где рассматриваются две вторичные обмотки вращающегося трансформатора 22, 23, сдвинутые в пространстве на 90° и две обмотки якоря двигателя постоянного тока 20, 21, сдвинутые в пространстве также на 90°. В общем случае число таких обмоток может быть «т. Вал 7 вместе с закрепленным на нем якорем 9 двигателя постоянного тока диском 6 устанавливается в подшипниковых щитах двигателя. Предмет изобретения 1.Бесконтактный электродвигатель постоянного тока с якорной обмоткой, подключенной через выпрямители к связанному с ним общим валом вращающемуся трансформатору, выполняющему функции датчика положения ротора, отличающийся тем, что, с целью повышения мощности, последовательно с секциями якорной обмотки включены формирователи тока, выполненные в виде транзисторов, в цепь базы которых включены стабилитроны. 2.Электродвигатель по п. 1, отличающийся тем, что секции обмотки якоря, сдвинутые на 90 эл. град., соединены параллельно между собой и включены встречно, 3. Электродвигатель по пп. 1-2, отличающийся тем, что выходная обмотка вращающегося трансформатора и якорная обмотка двигателя совмещены в общем магнитопро4. Электродвигатель по пп. 1-3, отличающийся тем, что обмотки возбуждения трансформатора и двигателя электрически объединены в общей обмотке, выполненной по мостовой схеме, одна диагональ которой подключена к сети переменного тока, а другая- к сети постоянного тока. Приоритет по п. 2 исчислять от 8.УП.1971 г.. по пп. 3 и 4 от 27.Vn.1971 г.

Фиг л

f7

W

(/е

45 да /75 1SO 275 210 5Г5° UO

i./

U/t

uJ-b

Фиг. 5