Магнитноэлектрический двигатель Советский патент 1981 года по МПК H02K21/08 

(54) МАГНИТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ДВИГАТЕЛЬ

Изобретение относится k электри-. ческим машинам, а именно, к микродвигателям-с постоянными магнитами. Известны магнитоэлектрические дви гатели, содержащие катушки обмотки у равления, два ротора с кольцевыми по стоянными магнитами, валы которых расположены параллельно, и магнитопровод с вырезами. Катушки обмотки управления размещены коаксиально, а валы роторов - между катушками. Постоянные магниты, намагниченные вдол оси, размещены с одного торца катушки, а магнитопровод - с другого торца 1.. Недостатком такого двигателя является то, что он однофазный нереверсивнйй и не может работать с изменением направления вращения или в режиме питания от сети трехфазного тока, а это сужает его функциональны возможности. Кроме того, фиксация роторов известного двигателя при обесточенной обмотке управления, достигаемая лишь за с,чет специальных вырезов в маг нитопроводе, является недостаточно четкой и, следовательно, снижает на- дежнос ь двигателя в целом. Это обуславливается тем, что фиксирующие вырезы магнитопровода, удгшенные на величину толщины катушки обмотки уп- i равления, действуют тем слабее, чем выше катушки. Помимо этого, сами по себе фиксирующие вырезы, если их размер значителен, уменьшают эффективную длину проводников, способствующих созданию момента, а взаимное влия- ние одноименных полюсов двух роторов в сочетании с влиянием магнитного вала, размещенного между ними, резко снижает величину Фиксирующего момента. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей двигателя, а именно обеспечение реверса при работе в импульсном режиме и работоспособности двигателя в качестве электромашины трехфазного тока, и повышение надежности. Указанная цель дЬстигается тем, что оси роторов размещены в точках окружности, касательные в которых образуют с линией, проходящей по оси полюсов обоих роторов,угол в. пределах ) электрических градусов. Число катушек может быть выполнено равным трем, а валы роторов установлены между разными катушками. Магнитопровод двигателя может быть выполнен иэ двух частей, каждая из которых укреплена на валах роторов, Магнитопроводы могут быть выполнены зубчатыми и зацеплены между собой. Двигатель может быть снабжен кольцевым постоянным магнитом, установленным на выходном валу, который размещен во внутреннем отверстии катушки управления. На фиг. 1 изображен двигатель, об щий вид; на фиг. 2 - двигатель с дву мя комплектами катушек, продольный разрез; на фиг. 3 - двигатель с умен шенной высотой, разрез; на фиг. 4 - то же, вид сверху; на фиг. 5-8 - принцип работы двигателя в импульсном режиме; на фиг. 9 - то же, при включении двигателя в сеть трехфазного переменного тока; на фиг. 10 - двигатель с магнитопроводом на вгшах роторов, общий вид,- на фиг. 11 - то же, продольный разрез; на фиг.12 двигатель с магнитопроводом в виде зубчатых колес, общий вид; на фиг.13 то же,-- продольный разрез; на фиг.14 двигатель с дополнительным магнитом; на фиг. 15 - графическое изображение работы двигателя с дополнительным постоянным магнитом. Магнитоэлектрический двигатель «(фиг. 1) содержит катушки 1 и 2 обмотки управления, между которыми раз мещены валы 3 и 4 роторов-магнитов 5 и 6, выполненных кольцевыми, намагни ченных вдоль реи, и расположенных у одного торца катушек 1 и 2 обмотки управления. С другого торца катушек 1 и 2 размещены магнитопроводы 7 с вырезами (не показаны). Роторы 5 и 6 соединены с общим вгшом 8 при помощи зубчатых колес 9-11. Оси роторов 5 и б размещены в точ ках окружности 12, касательные 13 в которых образуют с линией 14, проходящей по оси полюсов обоих роторов 5и 6, угол oL в пределах (7t/4-K 3) электрических градусов. Магнитоэлектрический двигатель (фиг. 2) может содержать два комплек та коаксиально расположенных катушек 1 и 2 обмотки управления и рото ры 5 и б, выполненные.в виде двух комплектов кольцевых постоянных магнитов. Магнитоэлектрический двигатель с уменьшенной высотой (фиг. 3-4) содержи катушку 15 обмотки управлени установленную коаксиально между катушками 1 и 2. Вал 3 ротора 5 установлен с внутренней, а: ваш 4 ротора 6- с внешней стороны боковой повер ности катушки 15 обмотки управления В магнитоэлектрическом двигателе - (фиг. 10 ц 11) магнитопроводы 7 закреплены на валах 3 и 4 роторов 5 и 6. Этим достигается на только разгрузка опор основного вала 8 от осевых усилий магнитного тяжения, н устранение потерь на перемагничиание магнитопровода полем роторовагнитов 5 и 6. В магнитоэлектрическом двигателе (фиг. 12 и 13) для упрощения конструкии (уменьшение числа деталей) и сниения высотного габарита части и магнитопроводы 7 выполнены в виде зубчатых колес, связывающих ротора 5 и 6 кинематически., например через зубчатое колесо 10 или напрямую. Для обеспечения четкой фиксации роторов 5 и is при обесточенной обмотке управления в двигателе предусмотрен по крайней мере один кольцевой постоянный магнит 16. Магнит 16 установлен на валу, во внутреннем отверстии ближайшей к оси 8 катушки 2 обмотки управления. Установка постоянного кольцевого магнита 16 в двигателе существенно упрощает конструкцию, позволяя использовать две катушки обмотки управления вместо трех. При работе двигателя (фиг. 3 и 4) в импульсном режиме направление вращения роторов 5 и 6 однозначно определено схемой включения катушек 1, 2.и 15,обмотки управления.Для изменения направления вращения (фиг.5-8) достаточно переключить катушку 2 с согласного направления с катушкой 1 на согласное направление с катушкой 15. При включении двигателя в трехфазную сеть (фиг. 9) направление вращения обусловлено порядком чередования фаз. Работа двигателя с двумя комплектами катушек происходит аналогично. В верхней части фиг. 15 показан характер изменения напряжения в фазах сети, к которой согласно схемл на фиг. 14 подключается обмотка управления двигателем. При этом к Фазе а подключаютсявыводы С , Сл, к фазе бсоответственно С,Cf, а к фазе с - Cg. Концы €4-05 замкнуты. В средней части фиг. 15 графически показано изменение суммарной н.с. каждой из катушек F и f. При этом н.с. катушки f является результатом сложения н.с. 1 фазы и III фазы, а н.с. катушки р2 является результатом сложения н.с. II фазы и III фазы, так как в III фазу включены параллельно проводники каждой из двух катушек, намотанные бифилярно с проводниками, включенными в I и II фазы. В нижней части фиг. 15 показано изменение положения роторов 5 и 6 в соответствии с изменением н.с. F и Frt катушек 1, 2 и 15 обмотки управления, определяемым периодическим изменением напряжения в трех фазах. Предлагаемое зобретение не только значительно расширяет функциональные возможности двигателя но и существенно повьпяают надежность магнитоэлектрического двигателя за счет более четкой фиксации положения роторов . Формула изобретения

в пределах ± (ft:/ -It/3) электрических градусов.

0 что он снабжен кольцевым постоянным магнитом, установленным на выходном валу, который размещен во внутреннем отверстии катушки управления.

Источники информации,

5 принятые во внимание при экспертизе

1, Авторское свидетельство СССР №607311, кл. Н 02 К 21/08, 1977, ff Сг. Ff г Съ а Фие7 Фие.8

S J

Ю