Магнитоэлектрический двигатель Советский патент 1981 года по МПК H02K19/06 

(54) МАГНИТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ДВИГАТЕЛЬ

I

Изобретение относится к электрическим машинам, а именно к электродвигателям с постоянными магнитами.

Известен магнитоэлектрический двигатель, содержащий зубчатый ротор, явнополюсный статор с постоянным магнитом и цилиндрическую катушку управления соосную ротору 1.

Недостатки такого двигателя - сложность изготовления и регулировки, а также значительные осевые размеры. Технологическая сложность двигат.еля обуслрвлена необходимостью точного выполнения торцовых зазоров между ротором и магнитопроводрм.

, Наиболее близким к предлагаемому является магнитоэлектрический двигатель, содержа ш,ий статор с магнитопроводом в виде двух параллельных дисков и обмоткой, размещенной между дисками, установленный на валу явнополюсный ротор 2.

Известный двигатель имеет относительно большой аксиальный размер, однако четкость фиксации ротора не обеспечивается при отсутствии тока в. обмотке. Большой аксиальный размер двигателя определяется аксиальным размещением ротора между

двумя катушками, которые, в свою очередь, расположены на обращенных друг к другу торцах дисков магнитопровода. Недостаточно четкая фиксация ротора обусловлена тем, что фиксирующие пазы, размещенные на дисках магнитопровода, отделены от ротора значительным торцовым зазором.

Цель изобретения - уменьщение аксиального размера двигателя и повышение надежности фиксации ротора, при высокой технологичности-И быстродействии.

Указанная цель достигается тем, что

10 двигатель снабжен дополнительным явнополюсным ротором, укрепленным на валу, оба ротора выполнены зубчатыми из магнитно-мягкого материала и с вырезами на зубцах, в дисках магнитопровода выполнены центральные отверстия с пазами, число ко15торых в два раза больше числа зубцов каждого ротора и длина которых равна длине дуги вырезов на зубцах ротора, между дисками магнитопроводов статора установлен с прилеганием по торцам постоянный кольцевой магнит с осевой намагниченностью.

20

Обмотка статора может быть выполнена в виде двух катушек, размещенных симметрично относительно вала и оси которых перпендикулярны валу, а внутри катушек коаксиально валу установлен второй кольцевой постоянный магнит, намагниченный в осевом направлении встречно первому магниту.

На фиг. I представлен предлагаемый двигатель, продольный разрез; на фиг. 2 - то же, вид в плане; на фиг. 3 - то же, с дополнительным магнитом, продольный разрез; на фиг. 4 - двигатель, поперечный разрез.

На валу 1 укреплены роторы 2 и 3, каждый из которых имеет зубцы 4. Количество зубцов 4 с технологической точки зрения предпочтительно равно двум. На боковой поверхности каждого зубца 4 выполнен вырез 5 с дугой, предпочтительно 45°. Зубцы 4 (фиг. 1 и 2) соединены между собой перемычками 6 для повышения жесткости. Вал 1 сидит в подшипниках 7 и 8, которые установлены в отверстиях 9 и 10 статорных дисков 11 и 12. В каждом диске 11 и 12 выполнено четыре секторовидных выреза 13, с угловой протяженностью по 45°, т. е. такой же, как у вырезов 5 на зубцах 4 роторов 2 и 3, оси симметрии вырезов образуют друг с другом угол 90°. Между дисками 11 и 12 вплотную установлен кольцевой магнит 14 с осевой намагниченностью, одновременно служащий корпусом двигателя. Статорная обмотка выполнена в виде катушки 15 (фиг. 1 и 2) на изолирующем каркасе 16, в котором закреплена втулка 17 с установленными в ней подшипниками 7 и 8. Обмотка двигателя выполнена из двух катушек 18 и 19 (фиг. 3 и 4), оси которых перпендикулярны валу 1. Внутри катушек 18 и 19 установлен кольцевой магнит 20 с намагниченностью, встречной намагниченности магнита 14.

Поляризующий магнитный поток постоянного магнита 14 через диски 11 и 12 попадает в зубцы 4 роторов 2 и 3. При отсутствии тока в катушке 15 (или 18, 19) роторы 2 и 3 фиксируются в определенном угловом положении за счет секторовидных Вырезов 13 в дисках 11 и 12 и вырезов 5 на зубцах 4.

При протекании тока в катушке 15 (или 18, 19) возникающий магнитный поток взаимодействует с поляризующим потоком магнита 14. Магнитное поле в области прямолинейных участков витков катушки 15 усиливается или ослабевает: возникает вращающий момент, под действием которого роторы 2 и 3 поворачиваются в такое положение, при котором через их зубцы 4 проходит максимальный магнитный поток.

При определении полярности тока в катушке 15 роторы 2 и 3 смешаются в новое положение равновесия на угол, больший половины шага, т. е. больший 45°.

После исчезновения тока в катущке 15 роторы 2 и 3 под действием реактивного

момента поворачиваются до нового положения равновесия, отрабатывая таким образом шаг.

С изменением направления тока области усиления и обслабления поляризующего потока меняются местами и роторы 2 и 3 отрабатывают следующий шаг.

Электродвигатель в зависимости от характера питающего напряжения может работать в шаговом или синхронном режиме.

Взаимодействие профилированных участков дисков 11 и 12 и роторов 2 и 3 в радиальном зазоре обеспечивает повышение надежности фиксации. Размещение роторов 2 и 3 в отверстиях 9 и 10 магнитопровода статора обеспечивает уменьшение высотного габарита.

Благодаря наличию дополнительного кольцевого магнита 20 с намагниченностью, встречной намагниченности корпуса, возрастает поляризующий магнитный поток и усиливается четкость фиксации углового положения ротора, т. е. надежность.

Формула изобретения

отличающийся тем, что, с целью уменьшения аксиального размера и повыщения надежности фиксации ротора, двигатель снабжен дополнительным явнополюсным ротором, укрепленным на валу, оба ротора выполнены зубчатыми из магнитно-мягкого материала

и с вырезами на зубцах, в дисках магнитопровода выполнены центральные отверстия с пазами, число которых в два раза больще числа зубцов каждого ротора и длина которых равна длине дуги вырезов на зубцах ротора, между дисками магнитопроводов статора установлен с прилеганием по торцам постоянный кольцевой магнит с осевой намагниченностью.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Патент Франции № 1417292, кл. Н 02 К 19/06, 1973.

JJ 2. Труды IX Конгресса по хронометрии. Штуттгарт, секция 2, 1974, с. 88.

i/e.f

i8

/У

19

,