Торцевой вентильный электродвигатель с полым ротором
Полезная модель относиться к электрическим машинам и может быть использована в строительной, химической, энергетической и других отраслях промышленности. В торцевом вентильном электродвигателе с полым ротором, содержащем корпус, два статора с тороидальными магнитопроводами и кольцевыми обмотками и ротор с постоянными магнитами чередующейся полярности, корпус выполнен в форме полого кольца прямоугольного сечения, центральная часть внутренней цилиндрической поверхности корпуса снабжена кольцевым разрезом, ширина которого соответствует ширине ротора, выполненного в форме кольца из немагнитного материала со сквозными аксиальными отверстиями, в которых расположены постоянные магниты, и установленного в подшипнике внутри корпуса, так что внутренние цилиндрические поверхности корпуса и ротора образуют цилиндрическую полость, отделенную от полости корпуса уплотнениями, при этом на внутренней цилиндрической поверхности ротора закреплен исполнительный механизм, в корпусе установлен датчик положения ротора, выполненный в виде оптических пар светодиод-фотодиод установленных с торцевых сторон ротора, снабженного щелевыми отверстиями, и соединенный с системой электронных ключей. Исполнительный механизм выполнен в виде лопаток. Технический результат: упрощение конструкции за счет исключения механической передачи, увеличение КПД. 1 н.п.ф., 2 ил.
Полезная модель относиться к электрическим машинам и может быть использована в строительной, химической, энергетической и других отраслях промышленности.
Известен торцевой вентильный электродвигатель (Вентильные электрические двигатели и привод на их основе (малая и средняя мощность) / И.Е. Овчинников: Курс лекций. - СПб.: КОРОНА-Век, 2007. - 336 с.: ил., стр. 53-56), содержащий дисковый ротор, расположенный между двумя статорами с обмотками. Статоры для снижения магнитных потерь выполнены из стальной ленты (электротехнической стали) или прессованием из магнитопроводящего порошка.
Недостатком указанного электродвигателя является сложность конструктивного исполнения и необходимость использования механической передачи для связи двигателя и исполнительного механизма.
Известен моментный вентильный двигатель торцевого типа (Патент на полезную модель РФ 
72367, МПК H02K 26/00, 2008), принятый за прототип, содержащий два статора с тороидальными магнитопроводами и кольцевыми обмотками и ротор дискового типа с постоянными магнитами чередующейся полярности и осевой намагниченностью, ротор выполнен из двух дисков, соосно расположенных и жестко связанных между собой, при этом диски ротора с размещенными на них магнитопроводами и постоянными магнитами охватывают через рабочие торцевые зазоры наружные поверхности обоих статоров и жестко соединены с рабочими валами, выполненными полыми.
Недостатком указанного двигателя является сложность конструктивного исполнения и необходимость использования механической передачи для связи двигателя и исполнительного механизма.
Технический результат предлагаемого технического решения заключается в упрощении конструкции за счет исключения механической передачи, увеличение КПД.
Технический результат достигается тем, что в торцевом вентильном электродвигателе с полым ротором, содержащем корпус, два статора с тороидальными магнитопроводами и кольцевыми обмотками и ротор с постоянными магнитами чередующейся полярности, корпус выполнен в форме полого кольца прямоугольного сечения, центральная часть внутренней цилиндрической поверхности корпуса снабжена кольцевым разрезом, ширина которого соответствует ширине ротора, выполненного в форме кольца из немагнитного материала со сквозными аксиальными отверстиями, в которых расположены постоянные магниты, и установленного в подшипнике внутри корпуса, так что внутренние цилиндрические поверхности корпуса и ротора образуют цилиндрическую полость, отделенную от полости корпуса уплотнениями, при этом на внутренней цилиндрической поверхности ротора закреплен исполнительный механизм, в корпусе установлен датчик положения ротора, выполненный в виде оптических пар светодиод-фотодиод установленных с торцевых сторон ротора, снабженного щелевыми отверстиями, и соединенный с системой электронных ключей. Исполнительный механизм выполнен в виде лопаток.
Совмещение исполнительного механизма (например, лопаток) и электродвигателя в одном устройстве позволяет исключить механическую передачу и увеличить КПД.
На фиг. 1 изображен торцевой вентильный электродвигатель с полым ротором, на фиг. 2 изображен полый ротор.
Торцевой вентильный электродвигатель с полым ротором, состоит из полый ротора 1, выполненного в форме кольца из немагнитного материала со сквозными аксиальными отверстиями, в которых расположены постоянные магниты 2. На внутренней цилиндрической поверхности полого ротора 1 установлен исполнительный механизм 3 (например, лопатки). Полый ротор 1 установлен в корпусе 4 через подшипник 5 (например, подшипник скольжения). Корпус 4 выполнен в форме полого кольца прямоугольного сечения. Центральная часть внутренней цилиндрической поверхности корпуса 4 снабжена кольцевым разрезом, в котором через уплотнители 6 размещен полый ротор 1 с установленным на его внутренней цилиндрической поверхности исполнительным механизмом 5 (лопатками). С торцевых сторон полого ротора 1 расположены статоры с тороидальными магнитопроводами 7 и кольцевыми обмотками 8. В корпусе 4 установлен датчик 9 положения ротора. Датчик 9 положения ротора выполнен в виде группы оптических пар светодиод-фотодиод установленных в корпусе 4 с торцевых сторон полого ротора 1, снабженной щелевыми отверстиями 10. Кольцевые обмотки 8 и датчик 9 положения ротора соединены с системой электронных ключей 11, подключенной к источнику постоянного тока 12.
Торцевой вентильный электродвигатель с полым ротором работает следующим образом. Питаемые от источника постоянного тока 12 через систему электронных ключей 11, определенные группы кольцевых обмоток 8, создают магнитное поле. Это магнитное поле, проходя по тороидальному магнитопроводу 7 и взаимодействуя с постоянными магнитами 2 приводит во вращение полый ротор 1 с исполнительным механизмом 3 (лопатками). Как только полый ротор 1 займет положение напротив противоположного магнитного полюса, созданного одной группой кольцевых обмоток 8, меняется управляющий сигнал с датчика 9 положения ротор (вследствие перекрывания светового потока для работающей пары светодиод-фотодиод). В следующий момент времени начинает работать другая оптическая пара датчика 9 положения ротора, которая подает управляющий сигнал на систему электронных ключей 11. Система электронных ключей 11 начинает питать следующую группу кольцевых обмоток 8.
1. Торцевой вентильный электродвигатель с полым ротором, содержащий корпус, два статора с тороидальными магнитопроводами и кольцевыми обмотками и ротор с постоянными магнитами чередующейся полярности, отличающийся тем, что корпус выполнен в форме полого кольца прямоугольного сечения, центральная часть внутренней цилиндрической поверхности корпуса снабжена кольцевым разрезом, ширина которого соответствует ширине ротора, выполненного в форме кольца из немагнитного материала со сквозными аксиальными отверстиями, в которых расположены постоянные магниты, и установленного в подшипнике внутри корпуса, так что внутренние цилиндрические поверхности корпуса и ротора образуют цилиндрическую полость, отделенную от полости корпуса уплотнениями, при этом на внутренней цилиндрической поверхности ротора закреплен исполнительный механизм, в корпусе установлен датчик положения ротора, выполненный в виде оптических пар светодиод-фотодиод, установленных с торцевых сторон ротора, снабженного щелевыми отверстиями, и соединенный с системой электронных ключей.
2. Торцевой вентильный электродвигатель с полым ротором по п. 1, отличающийся тем, что исполнительный механизм выполнен в виде лопаток.
