Репульсионный вентильный электродвигатель — SU 1555774 (original) (raw)
(51)5 Н 02 К 29/08 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СИИ Ц ь ние функциональльсионного вентеля путем при - расшиостей ре электродвиг ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТю аюпвмв и зеванию(56) Авторское свидетельство СМ 494157, кл. Н 02 К 29/08, 1 ЛЬСИОННЫЙ ВЕНТИЛЬНЫИ ЭЛЕКЕЛЬретение относится к электро а именно к репульсионнцм м электродвигателям. ел 54) РЕ 11 У РОДВИГАТ 57) Изоб ехнике, ентильнь зобретен ых возмо ильного1555774 51 О15 дания ему свойств реверсивности.Электродвигатель содержит статор с полюсами, на магнитопроводе которых расположены однофазные обмотки, каждую из которых подключают к источнику однофазного переменного напряжения для создания вращающего момента того или иного знака в направлении активной длины проводников обмотки ротора 5, Обмотка ротора состоит иэ двух групп изолированных секций 6, - 68 и 7 - 7 каждой группы замкнутых на8магниточувствительные коммутирующие элементы, группы 8 - 88 и 9 - 9 а Изобретение относится к репульсионным электродвигателям с бесконтактной коммутацией и является усовершенствованием изобретения по авт.св, Р 1494157. 25Цель изобретения - расширениефункциональных возможностей электродвигателя путем придания ему свойствреверсивности.На фиг.1 показан электродвигательс аксиальным воздушным зазором и дисковым ротором, поперечный разрез;на фиг.2 - электродвигатель с дисковым ротором, поперечный разрез пополюсам статора; на фиг.З - электродвигатель с дисковым ротором, продоль 35ный разрез; на фиг,4 - электрическая.схема цепи одной из секций обмоткиротора с соответствующими магниточувствнтельньми элементами; на фиг.5 -40две секции обмотки ротора электродвигателя с дисковым ротором.Ренульсионный вентильный электродвигатель является бесконтактнымдвигателем однофазного переменного 45тока. Электродвигатель содержит статор, имеющий полюсы 1 - 4 и ротор 5.Полюсы 1 и 2 составляют первую электромагнитную систему статора, а полюсы 3 и 4 - вторую,На роторе 5 электродвигателя установлена соответствующая обмотка, выполненная в виде отдельных, не соединенных друг с другом, секций 6,16.8 и 7.1-7.8. Секции 6,1-6.8 составляют первую группу секций, а секции7,1-7.8 - вторую группу секций, сдвинутую относительно первой группы начетверть полюсного деления статора,которых расположены в зоне одной пары полюсов, а груйпы 10, - 1 О и1 е в зоне другои пары полю сов. При одном направлении вращения к источнику питания подключена одна обмотка, а обмотка ротора коммутируется элементами 81 - 8 и 9 - 98, При другом направлении вращения к источнику питания подключается другая обмотка, а обмотка ротора коммутируется элементами 1 О - 10 и 11 - 116 Э Электродвигатель предназначен для использования в реверсивном микроэлектроприводе. 5 ил. В каждой из групп секции 6.1-6.8 или 71-7,8 установлены с шагом, равным половине полюсного деления статора. Ширина каждой из секций 6.1-6.8 и 7.1-7.8 может быть равной ширине одного из полюсов 1 - 4. Ширина каждого из полюсов 1 - 4 может быть равной половине полюсного деления статора.К секциям 6.1.-6.8 и 7.1-7.8 обмотки ротора подключены магниточувствительные элементы 8.1-8,8, 9.1-9.8, 10,1-10,8, 11.1-11.8 ротора, причем к каждой из секций 6.1-6.8 и 71-7.8 подключено по паре соответствующих магниточувствительных элементов (фиг.4). В соответствии с указанным к секции 6.1 подключены элементы 8.1 и 10.1 (фиг,1, 4), к секции 6.2 - элементы 8,2 и 10,2 и т.д.Из фиг.4 можно видеть, что в каждой паре элементы могут соединяться параллельно друг другу. Иагниточувствительные элементы устанавливаются со сдвигом по окружности ротора 5 относительно осей секций, с которьви они электрически соединены, причем элементы 8.1-8.8 и 9.1-9.8 сдвигаются в одну сторону от осей секций 6.1-6.8 и 7.1-7.8, с которыми они соединены,а элементы 10.1-10.8 и 111-11.8 сдвигаются в другую сторону, Угол:в сдвига каждого из элементов 8.1-8.8 и 9.1-9.8 (фиг.5) относительно оси соответствующей из секций 6.1-6.8 и 7.1-7.8, с которой он электрически соединен, может быть ранен подовине шагасекций 6.1-6,8 или 71-7.8 (или четверти полюсного деления статора) соответственно, угол 1 сдвига15557 (в другую сторону) каждого из эле" ментов 10,1-10,8 и 11.1-11.8 относи-тельно оси соответствующей из секций 6.1-6.8 и 7.1-7.8, с которой данный элемент электрически соединен,по абсолютной величине может также быть равен половине шагасекций 6.1-6.8 или 7.1-7.8 (фиг.5).Помимо обмотки ротора в электродвигателе имеются однофазные обмотки 12 и 13 статора. Обмотка 12 расположена на полюсах 1 и 2, а однофазная обмотка 13 - на полюсах 3 и 4,Полюсы 1 и 2 соединены магнитопроводом 14, а полюсы 3 и 4 " магни-. топроводом 15. Между полюсами ), 2 и 3, 4 разных электромагнитных систем статора могут быть расположены немагнитные прокладки или воздушные 20 промежутки 16 и 17 (фиг,2). В частности, из фиг.2 видно, что полюс 3о смещен относительно полюса 2 на 90 и междуними расположена немагнитная прокладка 16 (или воздушный проме жуток), а полюс 4 смещен на 90 относительно полюса 1 и между ними расположена немагнитная прокладка 17 (или воздушный промежуток).Особенностью электродвигателя является то, что полюсы 3 и 4 смещены относительно полюсов 1 и 2 не только по окружности статора, но и по направлению активной длины проводников обмотки ротора, Для конструкции35 по фиг.1-5 это означает, что полюсы3 и 4 смещаются относительно полю, сов 1 и 2 в радиальном направлении (фиг.2). В результате указанного смещения полюсов статора на роторе 5 40 образуются две кольцевые зоны 18 и 19, одна из которых (18) проходит только под полюсами 1 и 2 статора, а вторая кольцевая зона (19) - только под полюсами 3 и 4.45Указанные кольцевые зоны 18 и 19 предназначены для размещения магниточувствнтельных,элементов ротора, причем элементы 8.1-8.8 и 9.1-9.8 располагаются в кольцевой зоне 18, а элементы 10.1-10.8 и 11.1-11.8 - в кольцевой зоне 19. Кольцевые зоны 18 и 19 на фиг.1 выделены условными прерывистыми линиями. Окружности, по которым расположены магниточувствительные элементы 8.1-8,8, 9.1-9.9 и 10,1- 10.8".на фиг,2 обозначены соответственно в виде окружностей 20 и 21. 74 6Секции 6.1-6,8 и 7.1-7,8 располагаются на плоскости диска 22 (фиг.1), Секции обмотки ротора можно выполнять в виде плоских многовитковых спиралей (фиг.5). Ротор 5 можно выполнять ферромагнитным нли неферромагнитным.При неферромагннтном роторе 5 секции 6.1-6.8 и 7,1-7,8 с соответствующими магниточувствительными элемента- тами (фиг,7, 9) могут располагаться на разных сторонах диска ротора. Под диском ротора 5 с противоположной стороны от полюсов 1, 2 и 3,4, можно рас полагать секторные магнитопроводы 23 и 23 (фиг,3) статора, анологнчные магнитопроводам 14 и 15. На месте магнитопроводов 23 и 24 можно устанавливать и дополнительные полюса статора (с обмотками), аналогичные полюсам 1, 2 и 3, 4 (фиг.2, 3), Полюса 1, 2 и 3, 4 статора можно устанавливать в неферромагнитнои корпусе 5.Число полюсов статора можно увеличивать. На фиг.1-5 дана конструкция двигателя с четырьмя полюсами1 - 4, и с полюсным давлением стаотора, равным 90 . В соответствии с указанным шаг секций 6.1-6.8 или 7.17.8 в каждой из групп может быть ра"вен 45, а углы ь исдвига магниточувствительных элементов от осей соответствующих секций по абсолютной величине могут быть равны 22,5 ипиблизкими к этой величине. Дополнительно, сдвиг секций 7.1-7,8 относительно секций 6.7-6,8 может быть равено22,5 , а ширину каждого из полюсов1 - 4 и соответствующую ширину контура каждой из секций.6,1 - 6.8 и. - 7.8 можно делать равной 45(фиг.1).Магниточувствительные элементыможно выполнять на полупроводниковыхмагннточувствнтельных приборах и в виде микросхем. Так, в частности, каждый из элементов 8.1-88, 9.1-ф.8,10.1-10.8, 11.1-.8 можно выполни 1 ь,например, на паре магнитоднодов, которые включаются параллельно и обратно друг другу и которые могут открываться при наличии магнитного поля че-рез ннх и закрываться при отсутствии полей, или на составных магнитоуправляемых транзисторах.Магниточувствнтельные элементы можно экранировать, например, подложка 15557ми иэ проводящего металла с изоляцией, которые могут играть роль малых короткозамкнутых витков, сдвигающих во времени действие магнитного поля на магниточувствительные элементы. 5В качестве источников питания (двиГателя) можно использовать источники однофазного переменного тока, в том числе однофазные полупроводниковые инверторы.Электродвигатель работает следую- щим образом.Переменное напряжение подается на обмотку 12 1 обмотка 13 при этом обесточена, Переменный ток обмотки 12 со.5 здает переменное поле полюсов 1 и 2, Переменное магнитное поле полюсов и 2 индуцирует ЭДС в части секций 6 6.1-6.8 и 7,1-.8 ротора. Секции 6.1-6.8 и 7.1-7.8 ротора коммутируются элементами 81-8.8 и 9.1-9.8, которые находятся в кольцевой зоне 18 под полюсами 1 и 2. Элементы 10,1- 10,8 и 111-11.8 при этом закрыты, Коммутация секций 6,1-6.8 и 7.1-7.8 происходит по мере передвижения элементов 8.1-8.8 и 9.1-9.8 относительно полюсов 1 и 2. Взаимодействие токов коммутируемых секций ротора с магнитным потоком обмотки 12 статора создает, необходимый вращающий момент,Для вращения в другую сторону переменный ток подается на обмотку 13 (обмотка 12 при этом обесточивается). Переменный ток обмотки 13 создает пе- З 5 ременное поле полюсов 3 и 4. Переменное магнитное поде полюсов 3 и 4 индуцирует ЭДС в части секций 6.1-6.8 и 7.1-7.8. Секции 6.1-6.8 и 7.1-7.840 74 8ротора коммутируются элементами 10.1- 10,8 и 11.1-11.8, которые находятся в кольцевой зоне 19 под полюсами 3 и 4. Элементы 8.1-8,8 и 9.1-9,8 при этом закрыты. Взаимодействие токов коммутируемых секций ротора с магнитным потоком обмотки 13 статора создает вращающий момент, направленный в противоположную сторону.Реверсивность электродвигателя в сочетании с его бесконтактностью и однофазностью позволяет применять его в автоматике, микроприводе и различных бытовых приборах. Формула изобретенияРепульсионный вентильный электродвигатель по авт.св. Р 1494157, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения функциональных воэ-, можностей путем придания ему свойств реверсивности, он снабжен второй однофазной обмоткой, расположенной на .;: полюсах, смещенных на 90 эл.град в тангенциальном направлении и смещенных в направлении активной длины проводника обмотки якоря, каждая секция обмотки якоря снабжена вторым магниточувствительным элементом, вторые магниточувствительные элементы смещены относительно первых на шаг секции и расположены в непосредственной близости от второй активной части секции, первые и вторые магниточувствительные элементы установлены с возможностью взаимодействия с магнитным полем только первых и вторых полюсов статора соответственно.1555774 г оставит ель овехред М,днд Корректор Э.Лончакова Редактор В.Дан э 559 Тирах 434 Подписное ЮИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытия 113035, Москва, Ж, Раущская наб., д. 4/5