Электродвигатель постоянного тока Советский патент 1980 года по МПК H02K23/00 

Изобретение относится к электричес ким машинам, в частности к области микроэлектродвигателей постоянного тока с полыми немагнитными якорями и t коммутаторами на герконах. Изобретение может быть использовано в электроприводах систем автоматики. Известны коллекторные микроэлектро двигатели постоянного тока с полыми, немагнитными якорями. Эти электродвигатели обладают рядом преимуществ перед другими типами микромашин, однако наличие конструкции щеточно-коллекторного узла ограничивает возможностиширо1 ого применения этих мцкромашин. Известен бе с коллекторный микроэлёк тродвигатель с коммутаторами на герконах 1. Этот микроэлектродвигатель постоян ного тока с коммутатором на герконах состоит из якоря, индуктора и KOMMyTa тора, расположенного в корпусе электродвигателя рядом с Мсипинной частью. Коммутатор состоит из блока контактов и ин-дуктора с постоянными магнитами. Продольные оси герконов и магнитов коммутатора такого типа расположены параллельно валу машины. Недостатками такого электродвига,теля являются его большая осевая дли|на и невысокий коэффициент использо;вания объема (отношение максимального момента к полному объему машины при единичной потребляемой мощности) . Объем, занимаемой коммутатором, особенно в малых машинах с длиной якоря 15-30 мм, соизмерим, а иногда превышает объем машинной части электродвигателей. Известны также бесколлекторные электродвигатели с совмещенными в одном блоке якорем и герконами 2. Они имеют по сравнению с электродвигателями с отдельным коммутатором меньшие осевые размеры, но Обладают худшими энергетическими характеристиками изза полностью неустранимого влияния тока якоря на работу герконов. Эти, а также другие известные конструкции электродвигателей с коммутаторами на герконах 3 не позволяют осуществить удобную компоновку или хорошую совместимость с машинной частью двигателей с полым якорем и обеспечить высокое использование объема э ти X маши н, Целью изобретения являются увеличение степени использования объема и улучшение характеристик электродвига телей постоянного тока с коммутатором на герконах. Поставленная цель достигается тем что якорь электродвигателя выполнен в виде двух, вставленных одно в друг и связанных торцовой стенкой, диэлек трических колец, в одном из которых э крегшена обмотка якоря, в другом герконы коммутатора, а ярмо индуктор и магниты коммутатора установлены друг под другом с двух сторон не{чагнитной втулки индуктора в зазоре между кольцами якоря. На фиг..1 приведена конструктивна схема электродвигателя с внутренним индуктором; на фиг. 2 - конструктивная схема электродвигателя с наружным индуктором. Электродвигатель состоит из двух активных узлов: якоря и индуктора. Якорь состоит из корпуса 1, выпол ненного из двух вставленных одно в другое и связанных торцовой стенкой колец из диэлектрического материала, в одном из которых закреплена обмотка 2 якоря, в другом - герконы 3 ком мутатора . Корпус якоря может быть выполнен либо в виде каркаса с пазами для обмотки н герконов, либо имет бескаркасное исполнение. В последнем случае обмотка и герконы закрепляются, например, посредством заливки эпоксидным составом. Индуктор состоит из немагнитной .втулки 4, в которой закреплены постоянные магниты 5 машины, ярмо 6 и магниты 7 коммутатора. Предлагаемый электродвигатель работает следующим .образом. В исходном положении часть секций обмотки подключена к зажимам электро двигателя герконами, расположенными вблизи магнитов коммутатора. При под ключении электродвигателя к источнику питания по этим секциям обмотки протекает ток, который, взаимодействуя с магнитным полем индуктора, создает момент на валу машины. Ротор поворачивается под действием этого момента. При повороте ротора момент уменьшается, однако повернувшиеся вместе с ротором магниты коммутатора переключают соответствующие герконы, и .магнитодвижущей силы якоря меняет свое, направление в пространстве При этом момент вновь увеличивается и ротор .продолжает движение в ту же сторону. При вращении ротора контакты периодически с частотой вращения переключаются, обеспечивая синхронное с индуктором вращение оси магнитодвижущей силы обмотки и постоянный вращающийся момент на валу машины. Использование изобретения позволит обеспечить высокое использование объема и уменьшить осевую длину машины. Кроме того, как видно на фиг. 1 и 2, активные узлы электродвигателя имеют наиболее благоприятное расположение - магнитная система коммутатора надежно защищена от потоков рассеяния якоря и индуктора магнитно-мягким ярмом.в предлагаемом двигателе ярмо индуктора совмещает функции замыкающего магнитную цепь машины магнитопровода и магнитного экрана коммутатора и надежно защищает коммутатор от внешних магнитных полей. Благодаря этому обеспечиваются высокая точность работы коммутатора в любых режимах работы двигателя, что, в свою очередь, обеспечивает улучшение характеристик двигателя (уменьшается нелинейность зависимости момента от тока, повышаются условия коммутации и т. д.). Предлагаемая конструкция особенно выгодна для построения датчиков момента постоянного тока, имеющих плоскую конструкцию с большим внутренним диаметром, где требуется обеспечить высокое использование объема, занимаемого машиной при небольшой осевой длине и малой постоянной времени. Формула изобретения Электродвигатель постоянного тока, состоящий из якоря и индуктора, на немагнитной втулке которого установлены ярмо, постоянные магниты и магниты коммутатора на герконах, отличающийся тем, что, с целью увеличения степени использования объема и улучшения характеристик электродвигателя, якорь электродвигателя выполнен в виде двух, вставленных одно в друго и связанных торцовой стенкой, диэлект рических колец, в одном из которых закреплена обмотка якоря, в другом герконы коммутатора, а ярмо индуктора и магниты коммутатора установлены друг под другом с дв.ух сторон немагнитной втулки индуктора в зазоре между кольцами якоря. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 195542, кл. Н 02 К 23/00, 1967. 2.Авторское свидетельство СССР № 208809, кл. Н 02 К 23/00, 1968. 3.Авторское свидетельство СССР № 237966, кл. Н 02 К 23/00, 1969.