Электродвигатель
Похожие патенты | МПК / Метки | Текст | Заявка | Код ссылки
Текст
,цДа3 ) 24стриз (ПЯ) джи, Стефен Роэль Зетцер (ПЯ) 088, 5780 1 О 9)ис ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ ОПИСАНИЕ ИЗК ПАТЕНТУ(57) Изобретение относится к электротехнике, а именно к электродвигателям с электронным коммутатором. Целью изобретения является упрощение конструкции и снижение стоимости изготовления. Статор электродвигателя содержит пост. магниты 1, 2. Магниты несколько наклонены друг к другу и ориентированы так, что их противоположные полюса обращены друг к другу. Каждый из них представляет собой пря.моугольную призму заранее определен 80132138 ной длины и эти магниты удерживаютсяв фиксированном пространственном положении, к-рое определяет зазор 3 спродольной осью 4. Зазор имеет узкийвходной участок 5 и более широкийвыходной участок 6, Ротор 7 в видепост. магнита представляет собой треугольную призму, расположенную внутри зазора 3Она имеет более узкийконец 8, расположенный ближе к выходному участку 6 зазора, и более широ-,кий конец 9, расположенщщ ближе квходному участку зазора. Форма ротора может быть прямоугольной призмой.Зазор. между пост, магнитами статораможет быть в виде участка кольца.Пост. магниты статора могут быть выполнены в виде спиралей, расположенных одна в другой или в виде незамкнутых колец. Электродвигатель имеетэлектронный коммутатор, управляющиецепи которого связаны с выходом устройства для определения относительного положения ротора и статора, а выход подключен к обмотке электромагнита. Электромагнит расположен в зазоре между краями незамкнутых колецпостоянных магнитов. Описан вариантторцового исполнения. 12 з.п. ф-лы.1321382 аро ставитель В.Кехред В.Кадар 10.Серед Тираж 660 ВНИИПИ Государственного по делам изобретений 113035, Москва, Ж, РПодписиомитета СССРоткрытий кая наб., д. Производственно е аказ 2672/59 афическое предпри Корректор А.Зимок жгород, ул, Проектн5 10 15 го 35 40 45 50 55 Изобретение относится к электротехнике, а именно к электродвигателям с электронным коммутатором.1 Целью изобретения является упроще-ние конструкции и снижение стоимостиизготовления,На фиг1 изображены изометрические проекции двух плоских и параллельных магнитов статора и расположенного между ними ротора; на фиг.2 торцовый вид одного из вариантовдвигателя; на фиг.З - электродвигатель, вид сверху и горизонтальноесечение; на фиг.4 - сечение А-А нафиг,З (часть деталей опущена для упрощения); на фиг.5 - сечение Б-Б нафиг.4; на фиг6 - сечение В-В нафиг4; на фиг.7 - блок-схема электронного коммутатора; на фиг.8 -блок-схема участка цепи регулировкисинхронизации электронного коммутатора; на фиг.9 - блок-схема электромагнита и электромагнитного контроллера,один вариант; на фиг.10 - то же, другой вариант.Электродвигатель содержит (фиг.1)постоянные магниты 1 и 2 статора, которые несколько наклонены один к другому и ориентированы так, что их противоположные полюса обращены друг кдругу, Каждый из них представляет собой прямоугольную призму заранее определенной длины. Магниты удерживаются в. фиксированном пространственномположении, которое определяет зазор3 с продольной осью 4. Зазор имеетболее узкий входной участок 5 и более широкий выходной участок 6.Ротор 7 в виде постоянного магнита представляет собой треугольнуюпризму, расположенную внутри зазора3Она имеет более узкий (по окружности) конец 8, расположенный ближек выходному участку 6 зазора и болееширокий конец 9, расположенный ближек входному участку 5 зазора. Две непараллельных прямоугольных гранипредставляют собой противоположныемагнитные полюса И и Б, которые отталкиваются от полюсов И и Б постоянных магнитов статора соответственно.Треугольная конфигурация сечения постоянного магнита ротора увеличиваетразницу в расстояниях от магнита ротора до магнитов статора, измеренныхна противоположных концах 8 и 9 постоянного магнита ротора. Посколькурасстояние от постоянного магнита ротора до полюса статора на участке6 больше, чем на участке 5, разница вотталкиваюших силах приводит к возникновению силы Г, стремящейся ускорить магнит ротора вдоль продольнойоси 4 по направлению к выходномуучастку б зазора. Можно заменить форму ротора 7, показанную на фиг.1,на прямоугольную призму. Это уменьшит разницу расстояний от концов ротора до соответствующих полюсов статора, что приведет к уменьшению результирующей силы, однако из-за разницы между этими расстояниями, полу"ченной за счет наклона магнитов статора, все еще будет иметь место ускорение магнита ротора вдоль продольной оси 4. Наклон магнитов статора и треугольное сечение магнита ротора можно использовать оба одновременноЭлектродвигатель (фиг.1) создает линейные перемещения. При выполнении зазора между постоянными магнитами статора в виде участка кольца, электродвигатель вокруг оси вращения будет создавать вращательнбе перемещение ротора.Хотя работа электродвигателя былаописана с учетом магнитных отталкивающих сил, следует учесть, что можно использовать и силы притягивания, а также комбинацию указанных сил.На фиг.2-4 показан один из вариантов реализации предлагаемого изобретения, причем одинаковые детали обозначены одинаковыми позициями.Данный вариант содержит два узла статора и ротора, установленных на едином общем валу, Следует учесть, что можно использовать один или более узлов статораи ротора и количество магнитов ротора может меняться по желанию или необходимости. Когда множество статорно роторных узлов разбито на пары, статоры могут быть поверакуты на 180 , как показано на фиг,2 и 3, Это позволяет встроить электро- . магниты и свести к минимуму импульсы крутящего момента для сглаживания вращения вала.Двигатель с постоянным магнитом 10 содержит три основные части, Средство статора 11 содержит по меньшей мере пару противолежащих постоянных магнитов, которые определяют между собой зазор. Средство ротора 12 содержит заранее определенное коли 3 13213 чество постоянных магнитов, установленных с возможностью вращения в этом зазоре. Электронное средство 13 управления содержит электромагнит, который наводит электромагнитное поле, взаимодействующее с магнитным полем ротора и статора для управления вращением ротора.Статор 11 (фиг.4 и 5) содержит пару расположенных напротив друг друга магнитодержателей 14 и 15, выполненных из неферромагнитного материала. Каждый магнитодержатель имеет "С-образную форму и имеет первый и второй концы 16 и 17. С-образная форма также определяет центральную продольную ось 18, которая совпадает для двух магнитодержателей, Внешняя поверхность статора 19 (фиг.4) может иметь плоскую или любую другую подходящую конфигурацию, а внутренняя поверхность статора 20 образует сегмент спирали, где первый и второй концы 16 и 17, разнесенные друг от 25 друга в аксиальном направлении на заранее определенное растояние. Эта форма аналогична форме обычной шайбы Гровера, Кольцевой бортик 21 выступает в осевом направлении от внут ренней поверхности статора 20 по его внутренней окружности 22, образуя полку, на которую опираются магниты статора. Этот магнитодержатель 14 может быть прикреплен к раме 23, выполненной из немагнитного материала для сохранения осевого совмещения и пространственного положения.Второй или противолежащий магнитодержатель 15 представляет собой зеркальное отражение магнитодержателя 14, являющегося осесимметричным относительно плоскости, перпендикуляр" ной продольной оси 18 и расположенной посередине между двумя магнито держателями. Иагнитодержатель 15 может быть прикреплен к рамному элементу 24, выполненному из немагнитного материала таким же способом, что и магнитодержатель 14. На рамных элементах может быть расположена пара коаксиальных разнесенных друг от друга подшипников 25 и 26 для поддержки вращения вала 27, совпадающего с продольной осью 18, Рамные элементы могут быть прикреплены к не- магнитному основанию 28 в случае необходимости или по желанию и могут содержать боковые опоры 29. 82 4Пара С-образных постоянных магнитов 30 и 31 статора форма которых является ответной относительно спиральной внутренней поверхности 20 магнитодержателей 14 и 15, прикреплена к этим магнитодержателям, а магниты имеют равномерную аксиальную толщину и по всей толщине намагничены так, что противоположные полюса обращены друг к другу через зазор, находящийся между ними. Кроме того, имеющие аналогичную С-образную форму ферромагнитные пластины 32 и 33, вы-. полненные из материала, обладающего высокой магнитной проницаемостью, могут быть установлены между каждым из магнитов статора и соответствующим магнитодержателем для создания . части формообразователя магнитного потока. Помимо этого материал с высокой магнитной проницаемостью может использоваться в других местах для придания желаемой фаормы магнитному потоку и для улучшения желаемых рабочих характеристик. Например, он может соединять внешние полюсные грани постоянных магнитов статора, чтобы перемкнуть воздушный зазор и снизить сопротивление магнитной цепи между ними. Внутренние противолежащие грани 34 и 35 постоянных магнитов 30 и 31 статора определяют криволинейный С-образный зазор 36, имеющий входной участок 37 (фиг5), расположенный рядом с концом 17 магнитодержателя и выходной участок 38, расположенный рядом с концом 16 магнитодержателя. Этот зазор имеет постоянно увеличивающуюся ширину с равномерным градиентом, измеренным аксиально между противолежащими гранями 34 и 35 магнитов статора при перемещении по зазору от входного участка к выходному. Хотя магнитодержатели описаны как имеющие неравномерную осевую толщину, что обеспечивает спиралеобразную форму, а магниты - как имеющие одинаковую толщину, следует учесть, что эти размеры могут быть изменены при условии, что зазор для данного варианта реализации изобретения, имеет постоянно увеличивающееся расстояние между гранями при перемещении от входного к выходному участку. Необходимо отметить, что та же принципиальная конструкция может иметь и зазор с постоянным расстоянием между1382 35 40 45 50 55 5 132 гранями и постоянный магнит ротора, имеющий треугольное сечение.Ротор 12 (фиг,б) установлен с возможностью вращения на валу 27, который расположен соосно с осью 18,. Указанный ротор содержит круглую пластину 39, выполненную из немагнитного материала и имеющую ступицу и кольцевой буртик по окружности. Заранее определенное количество постоянных магнитов 40 расположено радиально на равных угловых расстояниях друг от друга (на чертежах показано шесть магнитов, но это число может меняться). Множество хомутов из немагнитного материала 41 взаимодействуют со ступицей 42 (фиг4) и расположенным по окружности буртиком для зажима между ними участка магнита ротора с воэможностью его освобождения, для чего используется винт 43 или другой крепежный элемент. В ступице 42 ротора может быть выполнен паз для шпонки, соединяющий его с валом 27. На фиг.б постоянный магнит статора 30 показан за постоянными магнитами ротора 40 и занимает примерно 300 дуги вокруг продольной оси 18 для ротора, имеющего шесть магнитов. Угол А, измеренный между концами 44 и 45 постоянного магнита статора должен быть приблизительно равен углу В между центрами соседних магнитов ротора, измеренному в плоскости, перпендикулярной продольной оси.Например, при наличии 10 магнитов ротора, угол А был бы равен 36Каждый магнит ротора имеет верхнюю часть 46, выполненную в виде искривленной треугольной призмы, и нижнюю часть, выполненную в виде искривленной прямоугольной призмы, Нижняя часть может содержать выступающие буртики или пазы, дополняющие и взаимодействующие с буртиком на ступице 42 ротора. Верхняя часть постоянного магнита ротора имеет узкий конец, более широкий задний конец и плоские прямоугольные боковые грани 47, наклоненные одна к другой. Постоянный магнит ротора намагничивается по всей своей толщине так, чтобы северный и южный полюса занимали соответствующую грань, При установке на ступицу ротора, магниты ротора ориентируются так, чтобы отталкиваться от граней магнитов статора, определяющих зазор 36, а узкий конец ро 5 10 15 20 25 ЗО тора был обращен в сторону вращения, входя во входной участок зазора до того, как в него войдет широкий задний конец. Магнит ротора может быть намагничен с противоположной полярностью, для того чтобы использовать силы притяжения, а не отталкивания,На фиг.2-4 показано электронное управляющее средство, содержащее С- образный электромагнит 48, противоположные полюса 49 и 50 которого определяют между собой воздушный зазор. Полюса 49 и 50 электромагнита расположены между первым и вторым концами 16 и 17 С-образных магнитов статора так, что они находятся на противоположных сторонах магнитов ротора, Толщина воздушного зазора в направлейии оси 18 приближается к осевой толщине входного участка зазора 36. Предпочтительно для каждого узла ротор-статор применять отдельный электромагнит и отверстия, определенные магнитами статора вместе со связанными электромагнитами для каждого узла, развернутые на 180относительно друг друга для ограничения взаимодействия между ними и для ограничения наведенных токов, для сглаживания вращения ротора. Средство 51 тахометра заставляетэлектрическую цепь 52 генерироватьвыходной электрический сигнал в ответ на скорость вращения и угловоеположение вала 27. Этот выходнойсигнал передается на электронноесредство, где обрабатывается дляуправления электромагнитом 48, заставляя его наводить или снимать магнитное поле между полюсами 49 и 50,Энергия для работы электромагнитаможет быть получена от обычных источников,Пара противолежащих С-образныхпостоянных магнитов статора, имеетформу спирали, причем один постоянный магнит статора заключен в другом,.а не являются осесимметричными зеркальными отражениями один другого.Такой вариант электродвигателя содержит статор, определяющий продольнуюось, ротор, установленный с возможностью вращения вокруг этой продольной оси и электронное управляющеесредство,Рассмотрим блок-схему электронного коммутатора, приведенную на фиг.7, 7 132Электрическая цепь 52, являющаяся датчиком на фиг.З, генерирует выходной импульс в линию 53 в ответ на скорость вращения и угловое положение вала 27. Выходной импульс по линии 53 подается на формирователь 54 импульсов для выдачи импульсов равномерного напряжения и продолжительности в линию 55Хотя формирователь 54 импульсов не обязателен в этой, цепи, но он повышает стабильность и равномерность работы. Индикатор 56 скорости вращения может подключаться к формирователю 54 импульсов известным способом, например через линию 57, для обеспечения прямой индикации скорости вращения двигателя. Выходной сигнал формирователя импульсов подается через линию 55 на цепь 58 электронной регулировки синхронизации, которая может задерживать во времени выходной сигнал формирователя 54 импульсов. Такую задержку можно получать механически, изменив положение датчика или электрической цепи 52. Отрегулированный во времени сигнал подается в линии 59 и 60. Частотный компаратор скорости вращения сравнивает разницы между сигналом в линии 61 от задающего тактового генератора 62, сигналом в линии 59 от цепи электронной регулировки синхронизации и выдает пропорциональный сигнал в линию 63, причем этот сигнал представляет собой сигнал ошибки. Электромагнитный контроллер 64 подает электрические импульсы заранее определеннои величины и с заранее определенной задержкой на электромагнит 65 по линии 66 в ответ на входные сигналы от частотного компаратора 67 скорости вращения и цепи электронной регулировки синхронизации. Балансируя величины сопротивления, емкости и индуктивности в электромагнитном контроллере можно добиться синхронной работы.Сначала электромагнит притянет магнит ротора, когда тот приблизится к центру воздушного зазора электромагнита, а затем поменяет полярность своего магнитного поля для отталкивания магнита ротора, когда он покинет центр воздушного зазора электромагнита. Датчиком может быть один из датчиков многих типов, которые выдают выходной сигнал, предпочтительно цифровой в ответ на скорость вращения ро 1382 8 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 тора. Он может определят. скорост.- ротора любым известным способом, например с использованием магнитного датчика, электромагнитного датчика вихревых токов, инфракрасного оптического датчика или датчика с механической связью. Для предлагаемого двио гателя на каждый оборот на 360 выдается шесть импульсов, т.е. один импульс на каждый магнит ротора.формирователь 54 импульсов выдает выходной импульс однородного напряжения и периода в ответ на входной импульс от датчика или электрической цепи 52, причем выходной импульс соответствует заранее определенным по" роговым спецификациям для цепи электронной регулировки синхронизации. Форма выходных импульсов в линии 55 не зависит от формы входныхимпульсов из линии 53.Индикатор 56 скорости вращения может быть любым подходящим и совместным частотным индикатором.Цепь 58 электронной регулировки синхронизации обеспечивает возможность селективного изменения по времени подачи электроэнергии на электромагнит 65. На фиг.8 показано, что сигнал от формирователя 54 импульсов, поступающий по линии 55 умножается, например, в двадцать раз умножителем 68 частоты и подается на десятичный счетчик 69 по линии 70. Счетчик 69 выдает в линию 71 двадцать двоичных импульсов на каждый импульс, поступивший от формирователя 54 импульсов. Декодирующее устройство 72 преобразует двоичные импульсы счета в пары десятков. Первый импульс десятка управляет электромагнитом для первого ротора, а второй импульс десятка управляет электромагнитом для второго ротора, причем электромагниты разнесены друг от друга на половину фазы или на 180 , как показано для двухроторных двигателей на фиг.З и 4Поэтому имеется возможность задержки запитывания электромагнитов от 0 до 503 регулируя контакт 73. Выходной сигнал по линии 74 подается на триггер 75, который попеременно подает выходной сигнал схемы электронной регулировки синхронизации на два электромагнитных контроллера через формирователи 76 и 77 импульсов.Другим средством умножения частоты является использование преобразова21382 10 Выпрямитель 83 выключается илипереводится в непроводящее состояние цепью 97 выключения. Задержанный вы- ход генератора 86 импульсов по линии 89 управляет триггером 98, выход которого проходит через усилитель 99 на выключающую цепь 97. Заранее определенная временная постоянная задается потенциометром 100 и конденсатором 101, каждый из которых включен между переходом эмиттер - база одно- контактного транзистора 102 обычным способом. Когда временная постоянная выдерживается, одноконтактный транзистор 102 переходит в состояние проводимости выпрямителя 84, который заземляет конденсатор 103, переводя напряжение на выпрямитель 83 и нуль, и тем самым выключая его. Резиторы 104-106 работают совместно с транзистором 102. 40 45 включения. 50 9 13 теля частоты и напряжение, двадцатикратного усилителя и еще одной интегральной схемы, используемой как преобразователь напряжения в частоту.Выход цепи электронной регулировки синхронизации сравнивается с выходом задающего тактового генератора 62 с помощью компаратора 67 частоты вращения двигателя. Входные сигналы с линий 59 и 61 преобразуются в выходной сигнал, подаваемый в линию 63 и являющийся пропорциональным разин- це между фактической скоростью ротора и желаемой .скоростью ротора,Выходной сигнал компаратора 67 подается на электромагнитный контроллер 64 по линии 63, как выходной сиг. нал цепи 58 электронного регулирова." ния синхронизации, Этот контроллер подает энергию на электромагнит 65 и управляет эффективностью электромагнитного поля, изменяя время подачи электрической энергии на электромагнит относительно углового положения магнитов ротора, а также изменяя амплитуду импульса электроэнергии, который генерирует электромагнитное поле.На фиг.9 показан усилитель 78, с линией 63 входа. Выход усилителя 78 подается по линии 79 на базу транзистора 80, включенного последовательно с источником 81 постоянного тока и сглаживающим конденсатором 82, Совместно они образуют регулятор напряжения, Можно использовать любую подходящую цепь регулировки напряжения, Разряд конденсатора 82 выборочно блокируется кремниевыми управляемыми выпрямителями 83-84. Выпрямитель 83 Нормально выключен или находится в непроводящем состоянии, обеспечивая возможность заряда конденсатора 82, который переключается в проводящее состояние в ответ на сигнал 85 цепи Сигнал от цепи 58 электронной регулировки синхронизации подается на генератор 86 импульсов с задержкой по времени, управляемой напряжением через потенциометр 87. После того как на потенциометре 87 напряжение достигнет порогового значения, кото рое включает заранее выбранную задержку в генераторе 86 импульсов, импульсный выход подается в линии 88 и 89. Поэтому открывающаяся цепь имеет два источника задержки - ручная 5 1 О 15 20 25 30 35 установка потенциометра 87 и автоматическая мгновенная регулировка откомпаратора 67 частоты и скоростивращения. Импульсный выход по линии88 подается на базу транзистора 90,заставляя его перейти в проводящеесостояние и подать достаточное запускающее напряжение на вентиль 83, переводя его во включенное или проводящее состояниеЭлементы 91-94 работают с транзистором 90 или фильтруютсигналы,Заряженный конденсатор 82 заряжается через выпрямитель 83 и запитывает сбалансированную цепь резистивности, емкости и индуктивности, которая представлена конденсатором95 и электромагнитом 96 для создаиияэлектромагнитного поля на полюсахэлектромагнита, которые расположенына противоположных сторонах ротора(фиг.3) и притяжения (или отталкивания) магнита ротора. После того какэлектромагнитное поле достигает своего пика, оно уменьшается, заряжаяконденсатор 95, включенный к клеммамэлектромагнита, для реверсированияэлектромагнитного поля. Это даст отталкивание (или притягивание) магнита ротора в синхронизме с его вращательным перемещением для ввода междумагнитами статора. Цепь синхронизации определяет момент запитыванияэлектромагнита, что в свою очередьопределяет будет ли электромагнитпритягивать или отталкивать магнитротора.11 )32) 38В конструкции, соответствующей электронной цепи управления, могут быть внесены различные изменения, Регулировка временно постоянной для генератора 86 импульсов и выключающей цепи 97 и регулировка активноиндуктивно-емкостной цепи для электромагнита 96 зависят от желаемых оптимальных характеристик двигателя. Электромагнит по желанию может иметь 10 1)- или С-образную форму. Помимо этого можно использовать цифровые или аналоговые цепи, их комбинацию или . микропроцессор.На фиг.10 показан альтернативный 15 вариант реализации электромагнита и цепи управления электромагнитом. Электромагнит 107 электрически подключен к источнику 108 постоянного напряжения через нормально открытое 20 реле 109, которое при запитывании, замыкает переключатель 110. Реле запитывается электрически изолированной цепью, содержащей электромагнитную катушку 111, источник 112 постоянного напряжения и сенсорный выключатель 113. Сенсорный выключатель может срабатывать под воздействием , кулачка и помещается в положение, аналогичное показанному на фиг.З и З 0 для электрических цепей 52, Резистор )14, конденсатор 115 и диод 116 балансируют работу электромагнита 107. крутящего момента.Аналогичным образом электромагнитное средство можно использовать для замедления вращения или прекращения вращения изменяя напряженность магнитного поля, либо меняя его полярность. Скорость или выходную мощность магнитного двигателя можно также менять, меняя расстояние между гранями магнитов статора. Чем они будут ближе к граням магнита ротора, тем большими будут магнитные силы между ниии и тем выше будет выходная мощность. С другой стороны двигатель МДвигатель работает следующим образом.За первоначальное положение ротора условно принято положение, в котором магнит ротора полностью введен во входной участок зазора, Радиаль ное расстояние от грани магнита ротора до грани магнита статора больше на узком переднем конце магнита ротора, чем на его широком заднем конце. Поскольку отталкивающие силы, генерируемые противоположными магнитными полями ротора - статора в целом обратно пропорциональны расстоянию, возникает результирующая сила, стремящаяся переместить магнит ротора в направлении переднего конца и постоянно расширяющегося зазора. Каждый магнит ротора в зазоре вносит свой вклад в создание силы, стремящейся провернуть ротор, и магниты ротора перемещаются от входного участка зазора к выходному участку.Когда магнит ротора выходит из выходного участка зазора и продолжает 2 12движение к входному участку зазора,он испытывает воздействие отталкивающей силы входного участка зазора.Если вращающая сила генерированамагнитами, находящимися в зазоре,достаточна для преодоления отталкивающих сил, препятствующих вхОду магнита ротора в зазор, вращение будетпродолжено. Если вращающая сила, генерируемая магнитами, располбженнымивнутри зазора недостаточна, то можноиспользовать электромагнитное средство для создания магнитного поля, которое будет стремиться ввести магнитротора во входной участок зазора,Синхронно с вращением, как это определяется тахометром, электрическаяцепь наводит магнитное поле для притягивания магнита ротора, когда онвыходит иэ выходного участка зазора.Предпочтительно, чтобы предыдущиймагнит ротора был по существу внутривходного участка зазора, чтобы отталкивающее действие электромагнитногополя на этот магнит было бы незначительным. Когда притягиваемый магнитротора приближается к середине зазора между полюсами электромагнита,притягивающее поле снимается и реверсируется для отталкивания магнита ротора, устремляя его во входной участок зазора. Этот синхронизированныйрежим реверсирования поля оказываеттянуще-толкающее действие на вращение ротора, чем усиливает это вращение. Кроме того, отталкивание входящего магнита ротора может быть отбалансировано направленной вперед силой выходящего магнита ротора, снижая тем самым отрицательное усилие, которое испытывает входящий магнит ротора. Это повышает выходной крутящий момент и сглаживает колебания1313213можно останавливать разделяя половины статора.В альтернативном варианте двигатель может работать используя силы притягивания, реверсировав полярность магнитов ротора и полярность средства электромагнита. Еще одной альтернативой является использование независимого источника энергии для вращения ротора и применение данного Ю устройства в качестве генератора. Движение магнита между полюсами электромагнита наведет,ток и по окружности статора можно разместить дополнительные обмотки, соединяющие, например внешние поверхности магнитов статора с материалом, обладающим магнитной проницаемостью, и окруженным электрической обмоткой.20Постоянные магниты данного двигателя относятся к группе редкоземельно-кобальтовых. Что касается изложенных вьппе альтернативных вариантов воплощений, то очевидно, что изобре тение может претерпевать большое количество модификаций в отношении форм статора и ротора, их ориентации, относительно друг друга или общей .оси и в отношении форм и ориентации магнитов статора и ротора, Очевидно, что различные конструкции основного, блока двигателя можно объединить на.общем валу и разместить один в другом. Кроме того, допустимы модифика - ции используемых материалов как магнитных, так и других для повьппения работоспособности или ненадежности или для снижения себестоимости. Например, можно повысить эффективность, 4 р охлаждая магниты. Это усилит магнитное поле снизив тепловую активность, которая в противном случае ухудшает внутреннюю когерентность, Такое улучшение может привести к значительному 45 повьппению мощности, так как генерируемая сила пропорциональна квадрату напряженности поля.Формула изобретения1, Электродвигатель, содержащий ротор, по окружности которого расположены постоянные магниты, установленный с возможностью вращения относительно оси статора, на котором расположен постоянный магнит, выполнен. ный в виде незамкнутого кольца, между набегающим и сбегающим в направлении 8214вращения краями которого установлен электромагнит, активная поверхность постоянного магнита статора обращена к активной поверхности постоянных магнитов ротора, и установлена с увеличивающимся расстоянием от нее до активной поверхности постоянных магнитов дт набегающего края в направлении вращения к сбегающему, электронный коммутатор, управляющие цепи которого связаны с выходом устроиства для определения относительного положения ротора и статора, а выход подключен к обмотке электромагнита, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции и снижения стоимости изГотовления, статор снабжен вторым постоянным магнитом, выполненным в виде незамкнутого кольца, и расположенным против первого постоянного магнита статора, ротор выполнен с второй активной поверхностью, активная поверхность второго постоянного магнита статора обращена к второй активной поверхности ротора, причем расстояние между этими активными поверхностями переменное в направлении от набегающих краев незамкнутых колец статора к сбегающим.2. Электродвигатель по п.1, о т -л и ч а ю щ и й с я тем, что постоянные магниты статора расположенытак, что расстояние между их активными поверхностями увеличивается внаправлении от набегающего края ксбегающему.3. Электродвигатель по п.1, о т -л и ч а ю щ и й с я тем, что роторвыполнен дискообразной формы с торцовыми активными поверхностями, а постоянные магниты статора выполнены сактивной поверхностью С-образной формы и расположены с аксиальным сдвигомсимметрично относительно поперечнойплоскости симметрии ротора,4. Электродвигатель по пп.1 и 3,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что ротор выполнен чашеобразной формы в виде полого цилиндра, его постоянныемагниты намагничены радиально, одинпостоянный магнит статора расположенвнутри другого, при этом ротор расположен между активными поверхностямивнутреннего и внешнего постоянныхмагнитов статора, каждая из которых расположена с переменным воздушным зазором с цилиндрической поверхностью ротора и между собой.15 132135. Электродвигатель по пп.1 и 2,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что активные поверхности постоянных магнитов статора установлены между собойна расстоянии, уменьшающимся от набегающего края к сбегающему.б. Электродвигатель по п.1, о т -л и ч а ю щ и й с я тем, что активные поверхности постоянных магнитовстатора расположены параллельно. 107. Электродвигатель по пп.1-3,о т л и ч а ю щ и й с я тем, чтоактивные поверхности постоянных магнитов статора и ротора, обращенныедруг к другу, имеют одинаковую полярность8Электродвигательпо пп.1-3,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что активные поверхности постоянных магнитов статора и ротора, обращенные 20друг к другу, имеют противоположнуюполярность.9. Электродвигатель по пп.1 и 2,о т л и ч а ю щ и й с я тем, чтопостоянные магниты статора снабжены 25ферромагнитными пластинами, расположенными на поверхности постоянныхмагнитов противоположной активной поверхности, причем магнитная проницаемость ферромагнитных пластин одинако- З 0ва с магнитной проницаемостью постоянных магнитов статора,1 О. Электродвигатель но п.1, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что элек 82 16тромагнит расположен в зазоре между краями незамкнутых колец постоянных магнитов статора.11, Электродвигатель по п.1, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что электронный коммутатор выполнен с возможностью подключения обмотки электромагнита для создания тока такого направления, при котором он притягивает магнит ротора при выходе его из зазора статора и отталкивает его, когда входит в зазор статора.12, Электродвигатель по пп.1 и 1 1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что электронный коммутатор выполнен с возможностью подключения обмотки электромагнита для создания тока такого направления, при котором он отталкивает постоянный магнит ротора при выходе его из зазора статора и притягивает при входе его в зазор статора13. Электродвигатель по п.1, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что снабжен управляющим устройством, содержащим датчик положения ротора двигателя, задатчик требуемого положения, устройство сравнения выходных сигналов датчика и задатчика, электронный коммутатор снабжен вторым входом, а выход устройства сравнения подключен к второму управляющему входу электронного коммутатора.
СмотретьЗаявка
3755802, 20.06.1984
Магна Моутив Индастриз
ДАНИЭЛЬ ВЕЙН МАКДЖИ, СТЕФЕН РОЗИНСКИ, КЛОД САМУЭЛЬ ЗЕТЦЕР
МПК / Метки
МПК: H02K 29/06
Метки: электродвигатель
Опубликовано: 30.06.1987
Код ссылки
<a href="https://patents.su/14-1321382-ehlektrodvigatel.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Электродвигатель</a>
Предыдущий патент: Устройство для укладки трехфазной обмотки переменного тока в пазы протяженного индуктора электродвигателя с прямолинейным полем
Следующий патент: Цифровое коммутационное устройство
Случайный патент: Стабилизатор периодического сигнала