Униполярный двигатель с катящимся ротором Советский патент 1980 года по МПК H02K31/02 H02K41/06 

3

ет систему возбуждения и магнитомягкий сердечник, охватывающий ротор между зоиами его контакта с нанравляющнми элементами, причем ротор отделен от сердечника статора неравномерным зазором, наименьшая величина которого находится на линии контакта ротора с нанравляющнми элементами.

На фиг. 1 представлен продольный разрез униполярного двигателя с катящимся ротором; на фиг. 2 - сечение по А-А фиг. 1.

Униполярный двнгатель с катящимся ротором содержит систему возбуждения, выполненную в виде неподвижных катущек 1, закрепленных на магнитомягком сердечнике 2, который установлен в торцовых фланцах 3 и 4. В торцовых фланцах закреплены параллельно одии другому направляющие элементы 5, выполненные в виде обойм, которые электрически взаимно изолированы один от другого при помощи изоляциониых втулок 6.

Ротор 7 выполнен из секторов 8, электрически взаимно изолированных тонкими изоляционными слоями 9. Секторы скреплены при помощи обойм 10, электрически изолированных от секторов ротора и установленных па зчастках, примыкающих к торцам 11 ротора. Скрепленные таким образом секторы устаиовлены на валу 12 двигателя. Магнитомягкий сердечник статора охватывает ротор между зонами 13 его контакта с направляющими элемеитами. Ротор отделен от сердечника статора неравномерным зазором 14. Наименьщая величина этого зазора находится иа линии 15 контакта ротора с направляющими элементами.

Неиодвижные катущки системы возбуждения включаются таким образом, что создают встречно-направленные в аксиальном наиравлении магнитные ноля. Таким образом, в активной зоне рабочего воздушного зазора между ферромагнитным ротором и сердечником статора образуется радиальное униполярное магнитное поле, величина которого максимальна в зоне минимального воздушного зазора. Направляющие элементы подключаются к источннку тока.

Благодаря контакту одного из секторов ротора с подключенпыми иаиравляющими элемеитами, по контактирующему сектору потечет в осевом направлении ток. Причем контактирующий сектор всегда будет в зоне максимального магиитиого ноля возбуждения. Взаимодействие тока, протекающего в осевом направлении но сектору, с радиальным магнитным полем создает электромагнитную силу. Эта сила в свою очередь создает момент, поворачивающий ротор вокруг линии его контакта со статором, благодаря чему ротор обкатывает внутреннюю расточку направляющих элементов. При этом вал ротора вращается с частотой

вращейия меньшей, чем частота вращения точки контакта ротора и статора, т. е. происходит электромеханическая редукция частоты вращения.

Поскольку ток протекает только по одно- « му сектору, находящемуся в зоне максимального магнитного поля возбуждения, то электромагнитная сила всегда создает однонаправленный относительно оси контакта

момент, при этом наличие магнитомягкого средечнпка статора позволяет получить значение индукции магнитного иоля возбуждения в рабочем зазоре значительно больщей величины но сравнению с известной конструкцией нри одних и тех же значениях тока возбуждения. Следовательно, электромагнитная сила, оиределяемая произведением индукции магнитного поля возбуждения и тока, протекающего в осевом иаправлении но ротору, а соответственно и момеит, будут выще.

Катушки системы возбуждения могут включаться последовательно с направляющими элементами.

Направляющие элементы и иримыкающие к ним поверхиости ротора могут выиолняться в виде зубчатых зацеплений для уменьщеиия проскальзывания и увеличения поверхности электрического контакта.

Скорость вращения ротора можно регулировать плавным изменением величины тока в катущках системы возбуждения или величины тока, протекающего по ротору. Изобретение позволяет увеличить момент

униполярного двигателя с катящимся ротором.

Формула изобретения

Униполярный двигатель с катящимся ротором, содержащий систему возбуждения и цилиндрический ферромагнитный ротор, контактирующий с двумя параллельными, электрически взаимно изолированными направляющими элементами, закрепленными

иа статоре и иодключенными к источнику тока, отличающийся тем, что, с целью увеличения момента, ротор вынолнен не менее, чем из трех электрических взаимно изолированиых секторов, скреиленных один

с другим, например с иомощью обойм, установленных на участках, примыкающих к торцам ротора, а статор включает систему возбуждения и магнитомягкий сердечник, охватывающий ротор между зонами его

контакта с направляющими элементами, причем ротор отделен от сердечника статора неравномерным зазором, наименьщая величина которого находится на линии контакта ротора с направляющими элементами.

Источники информации, иринятые во внимание нри экспертизе 1. Патент США N° 3.390.290, кл. 310-156, 1968.

.x jiJKx:; ;:: Jli ::::;/

4iXfliffi

s :xn//:/,,--// l/X /X x

5

./ 1л