Волновой электродвигатель Советский патент 1980 года по МПК H02K41/06 

(54) ВОЛНОВОЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ I Изобретение относится k области электромеханики и может быть использовано при создании волновых электродвигателей с бесконтактной коммутацией. Известен волновой электродвигатель, содержащий статор с ш-фазной обмоткой и гибкий ротор, выполненный в виде полого цилиндра, снабженного токопроводящими ребрами .. Известный электродвигатель имеет низкие энергетические показатели. Наиболее близким техническим решением к данному изобретению является волновой электродвигатель, содержащий статор, aiioiioчающий зубцовую систему, несущую т-фазную обмотку и ярмо, гибкий ротор, выполненный в виде полого цилиндра, снабженного расположенными между зубцами статора токопроводящими ребрами с отверстиями, и обмотку возбуждения (2. Однако последний двигатель из-за размещения обмотки возбуждения на отдельном кольцевом магнитопровоДе имеет больщие габариты. Целью изобретения является умеиыиение габаритов двигателя. Указанная цель достигается тем, что ярмо статора проходит через отверстия токопроводящих ребер ротора и на нем размещена обмотка возбуждения. Кроме того, статор двигателя снабжеи второй зубцовой системой, размещенной внутри ярма. На фиг. 1 представлена коиструкция предлагаемого электродвигателя, поперечный разрез; иа фиг. 2 изображены размещенные на зубцах магиитопровода секция обмотки статора и на ярме обмотка возбуждения; на фиг. 3 изображена часть активной зоны электродвигателя с действующей иа радиальные ребра электродинамической силой; иа фиг. 4 дан вар|(ант конструкции электродвигателя с двойной зубцовой системой. Магиитопровод статора представляет собой пакет в виде кольцевого ярма 1 с отходящими от иего зубцами 2, расположеииыми, например, снаружи (фиг. 1) или с обеих сторон ярма (фиг. 4). Зубцы-выполиеиы с увеличенной головкой, число зубцов четное. На зубцах статора размещеиа обмотка 3. На гибком цилиндрическом роторе 4, зубья которого входят в зацепление с жестКИМ элементом 5 волновой передачи, закреплены радиальные токопроводящие ребра б, выполненные в виде плоских пластин с от«ерстнями прямоугольной формы. Замкнутая кольцевая часть магнитопровода статора - ярмо 1 проходит внутри этих отверстий. Каждой паре зубцов соответствует одна пластина. На ярме 1 помещена обмотка возбуждения 7 в виде последовательно и согласно соединенных катушек, расположенных между соседними парами зубцов статора. Обмотка возбуждения присоединена к источнику переменного напряжения. Таким образом, токопроводящие пластины образуют короткозамкнутые вторичные обмотки трансформатора, первичной обмоткой которого является обмотка возбуждения 7. Обмотка статора 3 состоит из отдельных секций, способ намотки которых схематично показан на фиг. 2. Секция состоит из четырех последовательно соединенных катушек, охватывающих два зубца, в зазоре между которыми находится соответствующая токопроводящая пластина, и два других зубца, охватывающих диаметрально расположенную пластину. Все секции выполняются одинаково и включаются в схему вентильного коммутатора (на чертеже не показан). В случае выполнения статора электродвигателя с удвоенным числом зубцов (фиг. 4) в состав секции входит восемь катушек, расположенных на зубцах, охватывающих каждую из двух диаметрально расположенных пластин. На фиг. 2 и 4 пунктиром показаны пути замыкания магнитных потоков Фя и Фв, созданных соответственно токами секций обмотки статора 3 и обмотки возбуждения 7. Направления этих потоков показаны (внутри кружков) также на фиг. 3, где пунктиром изображен ток в короткозамкнутом контуре радиальной пластины.

Волновой электродвигатель работает следующим образом.

Обмотка возбуждения 7, подключенная к источнику переменного напряжения, создает в замкнутой кольцевой части магнитопровода статора - ярме I переменный магнитный поток Фв, индуктирующий в короткозамкнутых контурах радиальных пластин 6 ЭДС и токи, фаза которых в процессе работы не меняется. Магнитный поток Фя секции обмотка статЬра также является переменным, изменяющимся с частотой, равной частоте тока обмотки возбуждения (например, секции обмотки статора и обмотка возбуждения питаются от одного источника). Взаимодействие потока Фя с переменным током в короткозамкнутом контуре соответствующей пластины приводит к возникновению радиального электродинамического усилия F, действующего на пластину, соединенную с гибким ротором 4. Направление радиальной силы (сжатия или растяжения) зависит от соотношения фаз переменного потока в зубцах статора и синхронизированного с ним по частоте перемеиного тока в соответствующей пластине. Функция вентильного коммутатора заключается в последовательном опрокидывании фазы токов в секциях обмотки статора, а следовательно, и фазы создаваемых ими магнитных потоков. При этом в каждый

0момент времени магнитные потоки секций, намотанных на зубцах, пространственно сдвинутых на 90 градусов, изменяются в противофазе, а фаза токов в соответствующих пластинах одинакова. Поэтому, если на одну пару диаметрально расположенных

пластин в момент действуют силы растяжения гибкого ротора, то на другую пару, расположенную под углом 90 градусов по отношению к первой - силы сжатия. Последовательное во времени опрокидывание фазы магнитных потоков секций .обмотки статора, осуществляемое с заданной частотой, приводит к образованию вращающейся волны механической деформации гибкого ротора 4, причем в создании радиальных сил принимают участие все сек1ции обмотки статора, кроме коммутируемых в данный момент времени, и все соответствующие им радиальные пластины. В результате на выходном подвижном элементе 5 волновой передачи получится редуцированная скорость.

Формула изобретения

1. Волновой электродвигатель, содержащий статор, включающий зубцовую систему, несущую т-фазную обмотку и ярмо, гибкий ротор, выполненный в виде полого цилиндра, снабженного расположенными между зубцами статора токопроводящими

ребрами с отверстиями, и обмотку возбуждения, отличающийся тем, что, с целью уменьшения габаритов, ярмо статора проходит через отверстия токопроводящих ребер ротора и на нем размещена обмотка возбуждения.

2. Электродвигатель по п. 1, отличающийся тем, что статор снабжен второй несущей т-фазную обмотку зубцовой системой, размещенной внутри ярма.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 340028, кл. Н 02 К 41/06, 1972.

2.Авторское свидетельство СССР № 604096, кл. Н 02 К 41/06, 1978.

в

фигЯ