Репульсионный вентильный электродвигатель

 

Изобретение относится к электротехнике, а именно к репульсионным вентильным электродвигателям. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей репульсионного вентильного электродвигателя путем придания 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 из двух групп изолированных секций 6<SB POS="POST">1</SB> - 6<SB POS="POST">8</SB> и 7<SB POS="POST">1</SB> - 7<SB POS="POST">8</SB> каждой группы, замкнутых на магниточувствительные коммутирующие элементы, группы 8<SB POS="POST">1</SB> - 8<SB POS="POST">8</SB> и 9<SB POS="POST">1</SB> - 9<SB POS="POST">8</SB> которых расположены в зоне одной пары полюсов, а группы 10<SB POS="POST">1</SB> - 10<SB POS="POST">8</SB> и 11<SB POS="POST">1</SB> - 11<SB POS="POST">8</SB> - в зоне другой пары полюсов. При одном направлении вращения к источнику питания подключена одна обмотка, а обмотка ротора коммутируется элементами 8<SB POS="POST">1</SB> - 8<SB POS="POST">8</SB> и 9<SB POS="POST">1</SB> - 9<SB POS="POST">8</SB>. При другом направлении вращения к источнику питания подключается другая обмотка, а обмотка ротора коммутируется элементами 10<SB POS="POST">1</SB> - 10<SB POS="POST">8</SB> и 11<SB POS="POST">1</SB> - 11<SB POS="POST">8</SB>. Электродвигатель предназначен для использования в реверсивном микроэлектроприводе. 5 ил.

А2 (!9! ()1) СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 Н 02 К 29/08

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

О!зИ fHHT СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

I f / F

2 (54) РЕПУЛЬСИОННЫЙ ВЕНТИЛЬНЫИ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ (57) Изобретение относится к электротехнике, а именно к репульсиоиным вентильным электродвигателям. Цель изобретения — расширение функциональных возмолсностей репульсионного вентильного электродвигателя путем приУ 22 % б! (61) 1494157 (21) 4198125/24-07 .(22) 24 ° 02.87 (46} 07.04.90. Бвл. М 13 (75) В.В.Арсеньев (53) 621.313.292 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М !494157, кл. Н 02 К 29/08, 1986.

% ю

Д

777

5g

1а

А бю

777

1555774

1О

15 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 на е магниточувствительные коммутирующие элементы, группы 8 — 88 и 9„ — 9а

Изобретение относится к репульсионным электродвигателям с бесконтактной коммутацией и является усовершенствованием изобретения по авт. св. Р 1494157. 25

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей электродвигателя путем придания ему свойств реверсивности.

На фиг.1 показан электродвигатель с аксиальным воздушным зазором и дисковым ротором, поперечный разрез; на фиг.2 — электродвигатель с дисковым ротором, поперечный разрез по полюсам статора; на фиг.3 — - электродвигатель с дисковым ротором, продоль35 ный разрез; на фиг.4 — электрическая. схема цепи одной из секций обмотки ротора с соответствующими магниточувствительньми элементами; на фиг.5 -40 две секции обмотки ротора электродвигателя с дисковым ротором.

Ренульсионный вентильный электродвигатель является бесконтактным двигателем однофазного переменного 45 тока. 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 секции

7.1-7.8 — вторую группу секций, сдвинутую относительно первой группы на четверть полюсного деления статора. которых расположены в зоне одной пары полюсов, а груйпы 10, — 10e и

11„ — lie — в зоне другой пары полюсов. При одном направлении вращения к источнику питания подключена одна обмотка, а обмотка ротора коммутируется элементами Bi — 8 и 9i — 9e . При другом направлении вращения к источнику питания подключается другая обмотка, а обмотка ротора коммутируется элементами 10 - 10 u ll — 11 ! е Э

Электродвигатель предназначен для использования в реверсивном микроэлектроприводе. 5 ил.

В каждой из групп секции 6.1-6.8 или

7 ° 1-7.8 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 l — 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 7 ° 1-7.8 подключено по паре соответствующих магниточувствительных элементов (фиг.4). В соответствии с указанным к секции 6.1 подключены элементы 8.1 и 10.1 (фиг.l, 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 которьпии 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 ll ° 1-11.8 сдвигаются в другую сторону. Угол 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 шага секций 6.1-6.8 или 7 ° 1-7.8 (или четверти полюсного деления статора) соответственно, угол g сдвига

5 15557 (в другую сторону) каждого из элементов 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 шага секций 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 1, 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 3 о смещен относительно полюса 2 на 90 и между ними расположена немагнитная прокладка 16 (или воздушный проме- 25 жуток), а полюс 4 смещен на 90 относительно полюса I 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 конструкции

35 по фиг.1-5 это означает, что полюсы

3 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.

Указанные 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.l выделены условными прерывистыми линиями. Окружности, по которым расположены магниточувствительные элементы 8.1-8.8, 9.1-9.9 и 10.110.8„".на фиг.2 обозначены соответственно в виде окружностей 20 и 21.

74 6

Секции 6.1-6.8 и 7.1-7.8 располагаются на плоскости диска 22 (фиг.!).

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 элементатами (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 g5.

Число полюсов статора можно увеличивать. На фиг.1-5 дана конструкция двигателя с четырьмя полюсами

1 — 4, и с полюсным давлением стао тора, равным 90 . В соответствии с указанным шаг секций 6.1-6.8 или 7.17.8 в каждой из групп может быть равен 45, а углы ь| и сдвига магниточувствительных элементов от осей соответствующих секций по абсолютной величине могут быть равны 22,5 ипи близкими к этой величине. Дополнительно, сдвиг секций 7.1-7.8 относительно секций 6.7-6.8 может быть равен а

22,5, а ширину каждого из полюсов

1 — 4 и соответствующую ширину контура каждой из секций.6.1 — 6.8 и

?.! — 7.8 можно делать равной 45 (фиг.l).

Магниточувствительные элементы можно выполнять на полупроводниковых магннточувствнтельных приборах и в виде микросхем. Так, в частности, каждый из элементов 8.1-8..8, 9.1-g .8, 10.1-10.8, 11.1-!!.8 можно выполнийь, например, на паре магнитоднодов, KQ торые 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, подложка15557 ми иэ проводящего металла с изоляцией, которые могут играть роль малых короткозамкнутых витков, сдвигающих во времени действие магнитного. поля на магниточувствительные элементы.

В качестве источников питания (двиZàòåëÿ) можно использовать источники однофазного переменного тока, в том числе однофазные полупроводниковые инверторы.

Электродвигатель работает следую- щим образом.

Переменное напряжение подается на обмотку 12 { обмотка 13 при этом обесточена) . Переменный ток обмотки 12 со- 5 здает переменное поле полюсов l и 2.

Переменное магнитное поле полюсов 1 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 8 ° 1-8.8 и 9.1-9.8, которые находятся в кольцевой зоне

18 под полюсами 1 и 2, Элементы 10.110.8 и 11.1-11.8 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 l 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- З5 ременное поле полюсов 3 и 4. Переменное магнитное поле полюсов 3 и 4 индуцирует ЭДС в части секций 6.1-6.8 и 7.1-7.8. Секции 6.1-6.8 и 7.1-7.8

74 8 ротора 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 изобретения

Репульсионный вентильный электродвигатель по авт.св. Р 1494157, о тл и ч а ю шийся 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

Составитель А.Санталов

Техред М.Дндык Корректор Э.Лончакова

Редактор В. Данко

Заказ 559 Тирах 434 Подписное

BHHHHH Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Рауаская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат Патент" ° г. Ухгород, ул. Гагарина, 101