Дугостаторный привод Советский патент 1980 года по МПК H02K41/02 

1

Изобретение относится к области линейного электропривода и может быть использовано, например, для привода барабанов, фильтров большого диаметра, вращающихся с малой скоростью и особенно в случаях, когда требуется нередача момента в условиях агрессивной среды.

Известны дугостаторные и кольцевые приводы, в которых передача момента осуществляется бесконтактно электромагнитным полем 1.

Известен также дугостаторный привод, содержащий рабочий орган и электрический двигатель с ротором и статором, закрепленным на опорной раме 2.

Однако этот привод при малых скоростях рабочего органа имеет большие весогабаритные показатели, что присуще всем тихоходным электрическим машинам.

Цель изобретения - уменьшение весогабаритных показателей привода.

Эта цель достигается тем, что ротор выполнен из отдельных разрезанных колец, изогнутых по винтовой линии и закренленных с возможностью их вращения на кольцевой раме, жестко соединенной с рабочим органом, а статор выполнен из охватывающих ротор разрезанных шихтованных колец, изогнутых по винтовой линии и установленных в опорной раме с интервалом, равным интервалу установки колец ротора.

Таким образом в предлагаемом приводе достигается за счет своеобразного винтообразного ротора и статора редукция скорости. В данном случае двигатель можно выполнить высокооборотным, а на рабочем органе скорость вращения будет меньше, а момент - больше. Известно при

10 этом, что высокоскоростные электродвигатели имеют лучшие весогабаритные иоказатели, чем тихоходные.

На фиг. 1 ноказана схема нривода; на фнг. 2 - поперечное сеченне устройства;

15 на фиг. 3 - кольцо ротора; на фиг. 4 - развертка статора; на фиг. 5 и 6 - разрез по продольной оси; на фиг. 7 - подшипник кольца ротора.

Привод включает цилиндрический рабочий орган 1, ротор, выполненный из отдельных разрезанных колец 2, изогнутых и установленных друг за другом так, что они образуют винтовую линню и закреиленных с возможностью их вращения на

25 кольцевой раме 3, жестко соединенной с рабочим органом 1. Статор выполнен из охватывающих ротор разрезанных шихтованных колец 4, изогнутых по винтовой линии и установленных в онорной раме 5

30 с интервалом, равным интервалу уставовки колец 2 ротора. По всей длине статора уложена обмотка 6, общая для всех колец ротора. Кольца 2 ротора установлены на кольцевой раме 3 через ступицы 7 в подшицниках 8. Кольцевая рама 3 соединяется жестко с рабочим органом стойками 9. Между соседними кольцами ротора в месте их стыковки установлены эластичные прокладки 10, позволяющие выдержать щаг между винтами статора и ротора постоянным и кроме того уменьщить шум от вращающегося ротора.

Ротор может быть выполнен и таким образом, что на одном подщипнике 8 закреплено несколько колец ротора, которые во избежание смещения друг относительно друга соединены эластичными вставками (муфтами) 11. Такая конструкция позволяет сократить число подщипников при одновременном уменьшении шага винтовой линии.

Для закрепления колец ротора на раме 3 имеются цилиндрические приливы 12, расположенные в соответствии с щагом винтовой линии и на которых подшипники 8 закреплены посредством колец 13 и болтов 14.

Работает привод следующим образом.

Рассмотрим на примере синхронной мащины с постоянными магнитами. Если взять за исходное положение, указанное на фиг. 2, то видно, что магнитный поток, создаваемый полюсами постоянных магнитов, замыкается через два воздушных зазора, спинку, зубцы стазгора. Этот поток, взаимодействуя с бегущим полем в общем случае многофазной обмотки 6 статора, создает вращающий момент на каждом витке ротора. Все витки вращаются синхронно относительно статора.

Так как и ротор и шихтовка статора выполнены по винтовой линии, то витки ротора, вращаясь со скоростью Ль будут линейно перемещаться относительно статора, т. е. как бы втягиваться в статор, причем со скоростью «2, определяемой шагом винтовой линии и меньщей, чем скорость п вращения ротора. Очевидно, что при одном обороте ротора рабочий орган повернется на угол (расстояние), соответствующее щагу винтовой линии. Таким образом ротор, вращаясь относительно статора, передает момент вращения через стойки 9 рабочему

органу. Причем перемещение рабочего органа происходит в плоскости, перпендикулярной к плоскости вращения ротора (фиг. 2).

Следует отметить возможные конструктивные решения такого привода. По аналогии с линейным двигателем он может иметь короткий статор и длинный кольцевой или дуговой ротор или наоборот. Возможны и промежуточные решения, когда имеется общий кольцевой ротор и несколько дуговых статоров.

Таким образом, предлагаемый привод позволяет исключить механические редуктора, как в обычном приводе с вращающимися двигателями, так и обеспечить бесконтактную передачу момента как в дугостаторном приводе, но иметь при этом лучшие весогабаритные показатели. Очевидно, что такой привод легко выполним герметичным, что особенно важно при работе в условиях агрессивной среды. Следует отметить, что в таком приводе можно использовать и двигатели другой конструкции (асинхронные, синхронные и т. д.), при этом конструкция статора практически не изменится, а будет изменяться конструкция колец ротора.

Формула изобретения

Дугостаториый привод, содержащий рабочий орган и электрический двигатель с ротором и статором, закрепленным на опорной раме, отличающийся тем, что, с

Целью уменьшения весогабаритных показателей, ротор выполнен из отдельных разрезанных колец, изогнутых по винтовой линии и закрепленных с возможностью их вращения на кольцевой раме, жестко соединенной с рабочим органом, а статор выполнен из охватывающих ротор разрезанных шихтованных колец, изогнутых по винтовой линии и установленных в опорной раме с интервалом, равным интервалу установки колец ротора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Толкачев Э. А. Дугостаторные и линейные синхронные машины с магнитоэлектрическим возбуждением. Изд-во ЛГУ, 1975, с. 127.

2.Авторское свидетельство СССР № 309219, кл. Н 02К 41/04, 1970.

:э &

а &.

5 г 2