Магнитоэлектрический моментный двигатель постоянного тока Советский патент 1982 года по МПК H02K26/00 G01C19/28 

I

.Изобретение атноситс)} к электромашиностроению, более конкретно - к электрическим двигателям систем автоматики и может быть использовано в качестве исполнительных двигателей с ограниченным углом поворота ротора.

Известны многочисленные системы управления, в которых применяются поворотные моментные двигатели (МД), развивающие значительные управляющие моменты. Сравнительно малым потреблением мощности на единицу момента и линейной зависимостью развиваемого момента от управляющего сигнала характеризуются МД с постоянными магнитами (МДПМ) 13. Известен также МДПМ с однрполярным потоком в воздушном зазоре и одной катушкой управления, охватывающей кольцевой ма|- нитопровод, в котором достигаются наибольшие углы поворота ротора.

Для увеличения развиваемого момента при заданном диаметре двигателя предложены конструкции с несколькими кольцевыми магнитопроводами, каждый из которых охватывается своей. катушкой управления. В таких двигателях для увеличения объема меди в катушках при сохранении большого угла поворота ротора магнитный поток подводится к кольцевым магнитопроводам в диаметрально расположенных точках 2.

Недостатком этих двигателей явля10ется сравнительно низкое знамение индукции в воздушном зазоре вследствие большой площади магнитопроводов при ограниченном объеме магнитов.

Наиболее близким к предлагаемому

15 по технической сущности является двигатель, содержащий внешний магнитопровод, кольцевые магнитопроводы с укрепленными на них обмотками управления.

20

Вращающий момент возникает в результате взаимодействия тока в катушках управления с полем постоянных магнитов двигателя. Магниты установлены так, чтобы кольцевые магнитопроводы имели Противоположную полярность. Возникающие при этом силы магнитного тяженйя между ними уравновешиваются силами притяжения между кольцевыми магнитопроводами и внешним торроидальным магнитопррводом 33Однако с увеличением требуемого угла поворота ротора сокращаются угловые размеры и объем постоянных магнитов, возрастает площадь магнитопроводов, играющих роль .полюсных наконечников, падает среднее значение индукции в воздушном зазоре и уменьшается развиваемый МДПМ вращающий момент.

Цель изобретения - увеличение вращающего момента.

Поставленная цель достигается тем, что магниты укреплены на поверхности кольцевых магнитопроводов внутри, подвижных катушек, причем полярность Магнитопроводов противоположна.

При этом внутри внешнего магнитопровода укреплено на равном расстоянии друг от друга более двух кольцевых магнитопроводов чередующейся полярности с подвижными катушками на каждом из них.

На чертеже изображена схема предлагаемого МДПМ. Моментный двигатель содержит внешний магнитопровод 1, первый кольцевой магнитопровод 2, магниты 3 первую катушку k, второй кольцевой магнитопровод 5, магниты 6, вторую катушку 7Внутри внешнего магнитопровода 1 в диаметрально готстоящи х друг от друга точках укреплены консольно два внутренних кольцевых магнитопровода 2 и 5- На поверхности кольцевых магнитопроводов укреплены постоянные магниты 3 и 6 так, что полярность кольцевых магнитопроводов противоположна. Катушки управления и 7 охватывают кольцевые магнитопроводы вместе с расположенными на их поверхности магнитами. Протекающий по катушкам ток взаимодействует с полем постоянных магнитов и вызывает вращающий момент, пропорциональный величине тока. Силы тяженйя между разнополярными кольцевыми магнитопроводами уравновешиваются силами их притяжения к горизонтальным участкам внешнего магнитопровода. Все магнитопроводы в магнитном отношении представляют собою одно целое.

Увеличение развиваемого момента при больших углах поворота ротора впредлагаемом двигателе достигнуто за счет значительного .возрастания

индукции в воздушном Зазоре вследствие большого объема магнитов, распределенных по поверхности магнитопроводов. В данной конструкции целесообразно применять магниты на

основе редкоземельных элементов, так как они обладают малой остаточной индукцией и высокой коэрцетивной силой, что. позволяет эффективно использовать короткие магниты с большой площадью сечения.

Для дальнейшего увеличения вращающего момента при сохранении заданного угла поворота и диаметра двигателя предложено укреплять внут-.

ри внешнего магнитопровода на равном расстоянии друг от друга более двух кольцевых магнитопроводов чередующейся полярности с катушками управления, охватывающими каждый

из магнитопроводов.

Изобретение позволяет увеличить выходной момент Ма,|у двигателя, приходящийся на единицу веса, по сравнению с известным в 1,6 раза.

Формула изобретения

1.Магнитоэлектрический моментный двигатель постоянного тока, содержащий Статор, имеющий внешний торроидальный и два внутренних кольцевых магнитопровода, постоянные магниты возбуж/1ения, ротор с обмотками управления в виде двух подвижных катушек, диаметрально расположенных и охватывающих каждая свой внутренний кольцевой магнитопровод, соединенный в диаметральных точках с внешним магнитопроводом, отличающийс я тем, что, с целью увеличения развиваемого момента, постоянные магниты размещены на поверхности коль евых магнитопроводов внутри катушек, причем полярность магнитов противоположна.

2.Двигатель по п. 1, отличающийся тем, что внутри внеш него магнитопровода укреплено на равном расстоянии друг от друга более

двух кольцевых магнитопроводов чередующейся полярности с подвижными катушками, размещенными на каждом из магнитопроводов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Столов Л.И. и Зыков Б.Н, Моментные двигатели с постоянными магнитами. М. , Энергия, 1977, с. 14.

2.Авторское свидетельство СССР

М 3198 7, кл. Н 02 К 26/00, 02.11.71,

3.Авторское свидетельство СССР по заявке № 278б5 2/2 -07, 26.12.79 (прототип)

/

/

w/// /

у

/////////////////.

/

/ /

Z