Бесконтактный электродвигатель Советский патент 1977 года по МПК H02K29/04 

1

Изобретение относится к области электродвигателей с бесщеточными коммутаторами.

Известны электродвигатели, иитаемые от однофазной сети переменного тока, у которых имеется две системы полюсов на статоре, одна- постоянного, другая -переменного тока, а на роторе установлена обмотка и диоды, причем секции обмотки замкнуты через диоды (1).

Недостатком этих электродвигателей является сложиость конструкции из-за наличия двух систем полюсов.

Известны также электродвигатели с бесщеточным коммутатором, содержащие явнополюсный безобмоточный ротор-индуктор и якорную обмотку на статоре, секции которой подключены через вентили к секциям обмотки трансформаторного датчика положения, возбуждаемого от неподвижной кольцевой обмотки, имеющего безобмоточный явнополюсный ротор (2).

Недостатками таких электродвигателей являются их конструктивная сложность и низкая надежность.

Для упрощения конструкции и повышения надежности в предлагае.мом электродвигателе секции якорной обмотки расположены относительно подключенных к ним секций трансформаторного датчика со сдвигом на 90 эл.

град., а магнитопроводы роторов датчика и двигателя совмещены.

Обмотка возбуждения двигателя выполнена кольцевой и установлена с той же торцовой

стороны, что и обмотка возбуждения датчика на общем магнитопроводе и подключена к источнику через вентиль. В цепь обмотки возбуждения постоянного тока может быть включен регулируемый резистор. На статоре молует

быть установлена одна обмотка возбуждения, подключенная к источнику пульсирующего тока.

На фиг. 1 изображен описываемый электродвигатель, продольиый разрез; на фиг. 2 - то

же, поперечный разрез; на фиг. 3 - вариант выполнения электродвигателя с односторонним расположением обмоток возбуждения, продольный разрез; на фиг. 4 - то же, вариаит с обмоткой постоянного тока, замкнутой

через резистор; на фиг. 5 - то же, вариант с общей обмоткой возбзждения.

На статоре I размещены в пазах секции 2, 3, 4 трансформаторного датчика, имеющего первичную обмотку 5 в виде аксиально расположенной катушки.

С чередован 1ем по паза.м в том же статоре уложены секции б, 7, 8 якорной обмотки, сдвинутые относительно соответствующих секций 2, 3, 4 на 90 эл. град, и соединенные с

последними через выпрямители 9, 10, 11. К статору примыкают два аксиально ла.мелироваиных пакета 12 и 13, образующие с тороидами 14 и 15 и ротором 16 магнитную цепь.

Ротор 16 выполнен в виде аксиально ламелированного иакета и проводит одновременно поток Обмоткн 5 трансформаторного датчика и поток обмотки возбуждения 17, питаемой постоянным током. Это питание может быть осуществлено, например, через выпрямители от сети переменного тока, к которой подключен электродвигатель.

Положению ротора, показанному на фиг. 2, соответствует максимальное потокосцепление с секцпей 2, при котором в секции 6 будет протекать максимальный выпрямленный ток. Ротор 16, возбуждаемый обмоткой 17, в этом положении является двухполюсным электромагинтом, один полюс которого соответствует выступу, а другой - впадине, аналогично тому, как это имеет место в индукторной машине одноименнополюсного типа. На ротор действует электромагнитный момент, приводя его во врац.1,ение.

Затем встуиает в действие следующая секция 3 и т. д.

На чертеже представлен ротор с одним «зубцом. Однако можно выполнить его с двумя и более зубцами; якорная обмотка при этом будет иметь число нар полюсов, равное числу зубцов.

Таким образом, соблюдается закономерность, согласно которой число пар полюсов обмотки двигателя равно всегда числу модуляции параметров датчика за один оборот. Так, например, двухзубцовому ротору соответствует четырехполюсная якорная обмотка.

Ротор 16 может состоять из двух раздельных частей: явнополюсного магнитопроводящего ротора датчика и явнополюсного ротора-индуктора, например, постоянного магнита или электромагнита.

На фиг. 3 показано выполнение двигателя с односторонним расположением обмоток 17 возбуждения постоянного тока и обмоткой 5 возбуждения датчика, дающее возможность сократить аксиальную длину статора.

Нри этом для исключения трансформаторной э. д. с. обмотку 17 следует включить через вентиль 18 к регулируемому источнику постоянного тока.

Как показано на фиг. 4, за счет трансфор маториоЛ связи с обмоткой 5 обмотку 17 можно питать, замкнув ее через вентиль на регулируемый резистор, что также дает возможность регулирования скорости электродвигателя.

На.конец, как показано на фиг. 5, электродвигатель можно выполнить и с одной общей обмоткой 19 возбуждения, которую необходимо

питать пульсирующим током, создающим пульсирующий ноток, проходящий через обHuni пакет ротора 16. Переменная составляющая потока этой обмотки будет наводнть э.д. с. в трансформаторных секциях, а ггостоянная - взаимодействовать с якорными секциями, обтекаемыми выпрямленным током, образуя вращающий момент.

Формула изобретения

1. Бесконтактный электродвигатель с явнополюсным ротором и якорной обмоткой на статоре, секции которой подключены через вентили к секциям обмотки трансформаторного датчика положения с безобмоточны.м ротором и кольцевой обмоткой возбуждения, о тл и чающийся тем, что, с целью упрощения конструкции и повыщения надежности, секции якорной обмотки расположены относительно подключенных к ним секций трансформаторного датчика со сдвигом на 90 эл. град., а магнитопроводы роторов датчика и двигателя совмещены.

2.Электродвигатель ио п. 1, отличающийся тем, что на общем с обмоткой возбуждения датчика магнитонроводе установлена кольцевая обмотка возбуждения двигателя постоянного тока, в цепь которой последовательно включен вентиль.

3.Электродвигатель по пп. 1, 2, отличающийся тем, что, в цепь обмотки возбуждения постоянного тока включен регулируемый резистор.

4.Электродвигатель по п. 1, отличающийся тем, что он выполнен с одной обмоткой возбуждения, подключаемой к источнику пульсирующего тока.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1.Патент ФРГ № 1268262, кл. 18/01, 1968.

2.Авторское свидетельство СССР № 405158, М. Кл.- Н 02К 29/04, 1971.

7216

/J

m т

K

-O +

-o

r-/5

:Э

ff + Ф