Бесконтактный электродвигатель
Полезная модель относится к области электротехники, а именно, к бесколлекторным синхронным электрическим машинам с обмоткой на статоре и постоянным магнитом на роторе и может быть использовано в высокооборотных электродвигателях постоянного тока для компактных приводов, например, для портативных микромоторных бормашин в стоматологии, для механической обработки металла, керамики, камня, пластмасс, кости и других материалов борами, фрезами, сверлами, дисковыми пилами, шлифовальными и полировальными кругами и др. Сущность полезной модели состоит в том, что в электродвигателе, полый цилиндрический немагнитный беспазовый статор из медных обмоток, размещен между цилиндрическими поверхностями постоянного магнита и ферромагнитной частей ротора. Последняя выполнена в виде стакана, а постоянный магнит размещен на валу и на торцах снабжен магнитопроводными шайбами. Техническим результатом полезной модели являются уменьшение габаритов, снижение стоимости и веса двигателя. 1 илл.
Полезная модель относится к области электротехники, а именно, к бесколлекторным синхронным электрическим машинам с обмоткой на статоре и постоянным магнитом на роторе и может быть использовано в высокооборотных электродвигателях постоянного тока для компактных приводов, например, для портативных микромоторных бормашин в стоматологии, для механической обработки металла, керамики, камня, пластмасс, кости и других материалов борами, фрезами, сверлами, дисковыми пилами, шлифовальными и полировальными кругами и др. Бесконтактность предоставляет возможность функционирования в самых тяжелых условиях и режимах, а выбор синхронной машины обеспечивает лучшие энергетические и массогабаритные характеристики по сравнению с асинхронной.
Известные преимущества бесколлекторных двигателей с постоянными магнитами выражаются в отсутствие потерь мощности на возбуждение, что обусловливает более высокий КПД, достигающий даже у двигателей малых мощностей в несколько ватт до 60-70%; отсутствие источника питания для обмотки возбуждения; независимости основного магнитного потока машины от изменений температуры и колебаний напряжения сети; исключении загрязнения внутренней полости микромотора угольной пылью, чем обеспечиваются высокая надежность функционирования и улучшенные энергетические и массогабаритные характеристики.
Известен бесконтактный электродвигатель, например для ручного электроинструмента, содержит корпус, статор с обмоткой, ротор с постоянным магнитом, уплотнительные элементы, которые состыкованы с корпусом и с торцами статора по поверхностям, расположенным от оси электродвигателя на расстоянии, меньшем радиуса лобовых частей обмотки, при этом статор выполнен с вентиляционными каналами в виде продольных полостей между спинкой статора, зубцами и обмоткой (описание к патенту RU 2360349 H02K 5/10 (2006.01) H02K 15/08 (2006.01)).
Использование в известном двигателе пазового статора с обмоткой, уложенной в пазы сердечника, позволяет обеспечить более высокую статическую добротность, но при этом увеличивается вес двигателя.
Известен бесконтактный электродвигатель, который содержит полый цилиндрический статор в виде неферромагнитного цилиндра, сформированного из медных m-фазных обмоток беспазовой конструкции наружную относительно статора часть полого цилиндрического ротора с постоянными магнитами, расположенными со стороны внутренней цилиндрической поверхности этой части ротора и образующими магнитную систему с радиальным зазором над обмотками статора. Внутренняя относительно статора часть полого цилиндрического ротора с радиальным зазором под обмотками статора, установлена двумя своими основаниями на валу двигателя и составляет единое целое с наружной частью. Выполнены наружная и внутренняя части ротора из ферромагнитного материала, (описание к патенту RU 2374743 H02K 21/12 (2006.01), H02K 21/22 (2006.01) H02K 16/02 (2006.01)).
Недостатком известного двигателя является сложность конструкции ротора, что усложняет технологию его изготовления и вес двигателя в целом.
Задача изобретения - упрощение конструкции и технологии изготовления, улучшение эксплутационных характеристик бесконтактного синхронного двигателя с одним статором и двумя роторами.
Техническим результатом изобретения являются уменьшение габаритов, снижение стоимости и веса, повышение ресурса и КПД двигателя.
Технический результат достигается тем, что в бесконтактном электродвигателе, включающем корпус, полый цилиндрический немагнитный беспазовый статор из медных обмоток, размещенный между цилиндрическими поверхностями постоянного магнита и ферромагнитной частью ротора, установленного на валу в подшипниковых щитах, ферромагнитная часть выполнена в виде стакана, а постоянный магнит размещен на валу и на торцах снабжен магнитопроводными шайбами.
Бесконтактный синхронный двигатель схематично представлен на чертеже.
Электродвигатель состоит из размещенных в корпусе 1 полого цилиндрического беспазового статора 2 и ротора, включающего ферромагнитную часть 3 в виде стакана и постоянный магнит 4 в виде цилилиндра, зафиксированных на валу 5 в подшипниках 6, 7 подшипниковых щитов. Статор 2 формообразован медными обмотками, например, трехфазными, скрепленными составом с высокой теплопроводностью, и размещен между ферромагнитной частью 3 и постоянным магнитом 4. На торцах последнего установлены магнитопроводные шайбы 8, 9, которые замыкают магнитный поток на магнитопровод ферромагнитной части 3 ротора, исключая воздействие магнитного потока на подшипники. В результате увеличивается срок службы последних особенно при скоростях более 10000 об/мин и уменьшаются электрические потери в токопроводящих элементах конструкции электродвигателя от полей рассеяния.
Для приведения электродвигателя в рабочее состояние на обмотку статора 2 подают напряжение, что приводит к возникновению вращающегося электромагнитного поля. В результате взаимодействия магнитных полей части ротора 3, 4 вращаются в направлении вращения электромагнитного поля статора 2.
Бесконтактный электродвигатель, включающий корпус, полый цилиндрический немагнитный беспазовый статор из медных обмоток, размещенный между цилиндрическими поверхностями постоянного магнита и ферромагнитной частью ротора, установленного на валу в подшипниковых щитах, отличающийся тем, что ферромагнитная часть выполнена в виде стакана, а постоянный магнит размещен на валу и на торцах снабжен магнитопроводными шайбами.
