Электрическая машина

 

Использование в дискретном электроприводе . Сущность изобретения: устройство содержит втулку, на которую напрессованы магнитопроводы статора, между которыми установлены концентричные кольцевые секции обмотки и постоянные магниты. Валы с закрепленными на них роторами установлены в отверстиях магнитопроводов. Роторы установлены в отверстиях магнитопровода. Ротор выполнен с числом зубцов, равным числу секций обмотки, которое вдвое больше числа зубцов ротора. Ротор установлен в отверстии, имеющем гладкую поверхность , а ротор - в отверстии, имеющем на поверхности уступ, с угловой протяженностью , равной угловой протяженности зубца ротора. Валы жестко связаны с валом с помощью зубчатых шестерен и колеса. При подаче однополярных импульсов в секцию обмотки ротора приходят во вращение, при подаче однополярных импульсов в секцию роторы, а вместе с ними и выходной вал вращаются в противоположную сторону. За счет обеспечения реверса расширяется область применения устройства. 7 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (ll)

О. (sl)s Н 02 К 37/00 (ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4776685/07 (22) 02.01.90 (46) 30.07.93. Бюл, М 28 (75) А.И.Краснопевцев (56) Авторское свидетельство СССР

М 845231, кл. Н 02 К 16/00, 1979. (54) ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ МАШИНА (57) Использование в дискретном электроприводе. Сущность изобретения; устройство содержит втулку, на которую напрессованы магнитопроводы статора, между которыми установлены концентричные кольцевые секции обмотки и постоянные магниты. Валы с закрепленными на них роторами установлены в отверстиях магнитопроводов. Роторы установлены в отверстиях магнитопровода.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в дискретном электроприводе.

Целью изобретения является расширения области применения путем упрощения схемы управления и обеспечения реверса при сохранении частоты вращения без изменения с одновременным упрощением конструкции и изготовления за счет упрощения формы роторов и магнитопровода.

На фиг. 1 представлен продольный разрез электрической машины; на фиг, 2 — вид сверху; на фиг. 3 и 4 поясняется принцип действия электрической машины: на фиг. 5 — схематично показан характер кривых вращающего момента электромашины и его составляющих; на фиг. 6 и 7 представлены включения электромашины.

Электрическая машина содержит втулку 1, íà которой запрессованы статорные

Ротор выполнен с числом зубцов, равным числу секций обмотки, которое вдвое больше числа зубцов ротора. Ротор установлен в отверстии, имеющем гладкую поверхность, а ротор — в отверстии, имеющем на поверхности уступ, с угловой протяженностью, равной угловой протяженности зубца ротора. Валы жестко связаны с валом с помощью зубчатых шестерен и колеса. При подаче однополярных импульсов в секцию обмотки ротора приходят во вращение, при подаче однополярных импульсов в секцию роторы, а вместе с ними и выходной вал вращаются в противоположную сторону. За счет обеспечения реверса расширяется область применения устройства, 7 ил. магнитопроводы 2 и 3, между которыми по окружности установлены кон центричные кольцевые секции 4 и 5 обмотки управления и с прилеганием по торцам — постоянные магниты 6.Валы 7 и 8 с.закрепленными на ОО них роторами 9 и 10 установлены в отверсти- (д) ях магнитопроводов 2 и 3. Роторы 9 и 10 (") установлены с радиальным зазором а отвер- 0, стиях магнитопровода 2, причем ротор 10;( выполнен с числом зубцов, равным числу секций обмотки, которое в два раза больше числа зубцов ротора 9.

Ротор 10 установлен в отверстии 11, имеющем гладкую поверхность. а ротор 9 установлен в отверстии 12, на поверхности которого имеется уступ 13 с угловой протяженностью. равной угловой протяженности зубца ротора 9.

Угловая протяженность зубца ротора 9 равна 7г, а двух зубцов ротора 10 — соответственно, т/2 у каждого.

1830601

Ось симметрии зубца основного ротора

9 размещена в плоскости, в которой расположены оси вращения роторных валов 7 и 8, а ось симметрии зубцов дополнительного ротора 10 пересекает плоскость, в которои расположены оси вращения роторных валов под углом, величина которого равна четверти эубцового деления дополнительного ротора (в данном случае — л /4).

Валы 7 и 8 жестко связаны с валом 14 с помощью шестерен 15, 16 и колеса 17.

Электрическая машина работает следующим образом.

При прохождении импульса тока определенной полярности через секцию 5 обмотки возникает магнитное.. поле, которое взаимодействует с зубцами роторов 9 и 10.

В силу описанного выше расположения осей симметрии зубцов у роторов 9 и 10 в начальный момент времени активный вра5

20 щающий момент создается исключительно ротором 10. Под действием этого момента роторы из положения согласно фиг,За стремятся повернуться в направлении положения по фиг,36, где ротор 10 уже не передает 25 момента выходному валу.

Дальше вращение происходит из положения по фиг.36 в положение по фиг.Зв под действием уже вращающего момента, создаваемого ротором 9, 30

Из положения по фиг.Зв в положение по фиг.ЗГ ПОВОрот роторов происходит в том же направлении под действием момента, равного разности От противоположно направленных моментов роторов 9 и 10. Необ- 35 ходимое соотношение между этими моментами обеспечивается выбором размеров и форм конструкций описываемой электрической машины.

Из положения по фиг.Зд роторы пере- 40 ходят в положение по фиг,Зе под действи.ем активного момента, создаваемого ротором 10;

В положении по фиг. Зе активные моменты, воздействующие на разные рото- 45 ры, направлены встречно и взаимно уравновешиваются.

После окончания импульса тока роторы доворачиваются до положения по фиг.За под действием реактивного момен а, обус- 50 ловленного наличием уступа 13 в отверстии

12 магнитопровода 2.

При поступлении нового импульса тока той же самой полярности роторы совершают новый шаг; равный 2 л в ТоМ же самом 55 направлении, который происходит в уже

Описанной выше последовательности. .. Если импульс той же самой. полярности подавать в секцию 4 обмотки, то вращение роторов будет происходить в противоположном направлении, как это наглядно показано на фиг.4а,...,4е, На фиг.5 применительно к пояснению принципа действия машины схематично

Отображены кривые тех моментов, из которых складывается вращающий момент на выходном валу, обеспечивающий его вращение в заданном направлении, Здесь;

МА; — активный вращающий момент, обусловленный взаимодействием магнитного поля обмотки управления с зубцом ротора 9.

МА2 — активный вращающий момент, Обусловленный взаимодей твием магнитного поля обмотки управления с зубцами ротора 10.

Мр — реактивный вращающий момент, обусловленный наличием выступов (выступа) 13 в отверстии 12 магнитопровода 2.

M — суммарный вращающий момент, получившиЙся при сложении МА1, МА2, Мр.

Таким образом, благодаря конструктивным отличиям, характерным для данного устройства, обеспечивается расширение области применения электрической машины по авт,св, М 845231 за счет придания машине способности к реверсу при сохранении частоты вращения без изменения при питании от источника однополярных импульсовв постоянного тока.

Упрощение конструкции и уменьшение ее поперечных размеров достигается за счет уменьшения числа секций обмотки.

Управление работой электрической машины осуществляется следующим образом (см.фиг.6 и 7).

При левом положении переключателя П однополярные импульсы постоянного тока подаются через один из двух диодов Д в секцию 4 обмотки, а при правом положении переключателя П однополярные импульсы подаются в другую секции обмотки — секцию

5. Этим обеспечивается изменение направления вращения роторов электрической машины, Могут быть использованы и другие схемы включения. машины, которые, например, при питании от источника знакопеременных импульсов или однофазного синусоидального напряжения постоянной периодичности способны обеспечить функционирование машины с реверсированием и удвоением средней частоты вращения роторных валов (см, например, схему фиг.7, где режим работы зависит от положения переключателей П и П2), 1830601

Формула изобретения

Электрическая машина, содержащая стэтор с магнитопроводами. в которых выполнены отверстия, постоянные магниты с осевой намагниченностью, размещенные 5 между магнитопроводами с прилеганием по торцам, и обмотку управления в виде секций, выполненных в виде коаксиальных катушек, причем основной и дополнительный роторы установлены на валах, размещен- 10 ных между секциями обмотки в отверстиях магнитопровода, и кинематически связаны между собой, отличающаяся тем, что, с "целью расширения области применения путем упрощения схемы управления и обес- 15 печения реверса при сохранении частоты вращения без изменения с одновременным упрощением конструкции и изготовления за !

5 17 счет упрощения формы роторов и магнитопровода. дополнительный ротор выполнен плоским симметричным с числом зубцов. равным числу секций обмотки. которых в два раза больше числа зубцов основного ротора, и установлен с радиальным зазором в отверстии магнитопровода с гладкой внутренней цилиндрической поверхностью. причем одна из осей симметрии основного ротора размещена в плоскости, в которой расположены оси вращения роторных валов. а одна из осей симметрии дополнительного ротора пересекает плоскость симметрии магнитопровода, в которой расположены оси вращения роторных валов, под углом, величина которого равна четверти зубцового деления дополнительного ротора.

383060t

183060 1

1830601

1Е30601

Составитель С. Пахомов

Редактор А, Егорова Техред М.Моргентал Корректор И. Шмакова

Заказ 2526 .Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж 35, Раушская наб., 4/Б

Производственно-издательский комбинат "Патент", г; Ужгород, ул.Гагарина, 101