Изобретение относится к электрическим машинам, а именно к магнитоэлектрическим двигателям торцового типа с явнополюсным ротором. Известен магнитоэлектрический двигатель, содержащий зубчатый ротор, явнопояюсный статор с постоянным магнитом и цилиндрическую катушку управления, соосную ротору FI Однако при достаточно, высоких энер гетическйх характеристиках такой электродвигатель характеризуется . сложностью изготовления и регулировки и имеет значительные высотные габариты. Технологическая сложность электро двигателя обусловлена необходимостью при соосном размещения кольцевого магнита, крльцевой катушки и ротора обеспечить высокую точность выполне.ния и регулировки малых торцовых зазоров между ротором и магнитопрово дом статора. Специальные средства ре гулировки зазоров приводят к возрастанию размеров подшипниковых узлов и увеличению аксиального размера. Наиболее близким к предлагаемому по технической сумиости и достигаемо viy эффекту является магнитоэлектрический двигатель, содержащий статор с магнитопроврдами в виде двух паргишельньвс дисков, ротор, расположенный между дисками, и катушечную обг; мотку, размепенну10 между магиитопроводом и ротором Ш. Основным недостатком такого двигателя является большая инерционность, т.е. малое быстродействие, из-за большой массы ротора и технологическая трудность вьшолнения ротора.. При использовании на роторе кольцевого многополюсного магнита очень сложно обеспечить требуемое качество намагничивания, при использовании же нескольких магнитов - затрудняется балансировка ротора. Цель изобретения -- повышение быстродействия и упрощение технологии магнитоэлектрического двигателя. Указанная цель дестигается тем, что между дисками магнитопроводов с прилеганием по торцам размещен кольцевой постоянный магнит с аксиальной намагниченностью, а ротор выполнен зубчатым и из ферромагнитного материгша. На фиг,1 изображен двигатель, вид в разрезег со стороны верхней катушки обмотки; на фиг. 2 - то же, продольный разрез-, на фиг. 3 - то .же.
вид в разрезе со стороны нижней катушки.
На 1 находится явнополюсный ферромагнитный ротор 2 с полюсами 3 и 4. Количество полюсов, равное двум, является предпочтительным,так как при этом двигатель технологичес.ки более простой. На каждом полюсе имеется уступ 5 (фиг. 1) с дугой предпочтительно 45°. В теле ротора 2 выполнен паз 6 (фиг. 2J предпочтительно трапециевидный, служащий для дополнительного облегчения ротора 2 и уменьшения рассеяния магнитного потока.
Вал 1 установлен в подшипниках 7 и 8, которые размещены в магнитопрюводящих дисках 9 и 10. В каждом диске 9 и 10 выполнено четыре секторовидных выреза 11, оси симметрии которых образуют друг с другом угол 90 . У каждого выреза центральный угол предпочтительно равен 45°, т.е. тако же, как уступа 5 полюса ротора.
Между дисками 9 и 10 вплотную установлен кольцевой магн-ит 12 с аксиальной ориентацией магнитного поля. Относительно друг друга диски 9 и 10 ориентированы и скреплены с помощью колонок 13 и 14.
Обмотка двигателя состоит из двух овальных катушек 15 и 16, закрепленных любым известным способом на обра.щенных друг к другу сторонах дисков 9 и 10. Оси симметрии катушек 15 и 16 предпочтительно развернуты на 90°(фиг. 1-3), при этом закругленные участки катушек 15 и 16 совмещены с вырезами 11 дисков 9 и 10.
При работе двигателя поляризующий магнитный поток постоянного магни-та .12, благодаря вырезам 11 в дисках 9 и 10 фокусируется на полюса 3 и 4 ротора 2.
При отсутствии тока в катушках 15 и 16 ротор 2 фиксируется в определен ном положении за счет вырезов 11 в дисках магнитопровода 9 и 10 и уступов 5 на полюсах 3 и 4 ротора 2,
При протекании тока в катушках 15 и 16 создаваемый ими магнитный поток взаимодействует с поляризующим потоком магнита 12.
Магяитное поле в области прямолинебных участков, например, катушки 15 усиливается,а в области прямолинейных участков катушки 16 ослабляются. Возникает .вращающий момент,под действием которого-ротор 2 поворачивается в такое положение, при котором через его полюса 3 проходит максимальный магнитный поток.
При данной полярности тока в катушках 15 и 16 ротор 2 смещается в вовое положение равновесия нэ угол.
больший половины шага, т.е. больший 45. После исчезновер1ия тока в ка;тушках 15 и 16 ротор 2 под действием реактивного момента доворачивается до нового положения равновесия,отрабатывая, таким образом шаг.
С изменением полярности тока области усиления и ослабления поляризующего потока.меняются местами, и ротор 2 отрабатывает следующий шаг.
В зависимости от характера питающего напряжения электродвигатель может работать в шаговом или синхронном режиме.
Использование кольцевого магнита 12 на статоре вместо множества отдельных магнитов (или одного многополюсного м.агнита) на роторе 2 с одной стороны уменьшает момент инерции ротора 2, а с другой - увеличивает полезный момент за счет усиления магнитного поля ПО.Л10СОВ ротора 2. В конечном счете повилается быстродействие магнитоэлектрического двигателя. Появляется возможность широког.о варьирования соотношения массы и габаритов ротора 2 и других конструктивных элементов машины: осевая направленность магнитного потока позволяет Избежать насыщения магнитопровода.
В предлагаемом двигателе ротор 2 максимально упрощен конструктивно и может быть HsroTOBjjeH методом штамповки. Кольцевой магнит 12 может быт изготовлен методом прессования, наиболее трудоемкой обработки основной цилиндрической поверхности не требуется.
Формула изобретения
Магнитоэлектрический двигатель,содержащий статор с двумя магнитопроводами Б виде двух параллельных дисков, ротор, расположенный между дисками, е и катушечную обмотку,, размещенную между магнитопроводом и рот.ором,о тл и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повышения быстродействия и упрощения технологии двигателя, между дисками магнитопроводов с прилеганием по торцам размещен кольцевой постоянный магнит с аксиальной намаг.ниченностью,. а ротор выполнен зубчатым к из ферромагнитного материала.
Источники информации,
принятые во внимание ЕФИ экспертизе
1. Патент Франции 1417292, кл. Н 02 К 19/06, 1975.
2. Труды IX Конгресса по хрономет) рии. Штуттгарт. Секция 2, 1974, с. 88.
