Магнитоэлектрический двигатель

А СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 09) ОИ 0 за Ног ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТИРЫТИ Я ОПИС ИЗОБРЕТЕ ТЕЛЬС(71) Научно-исследовательский институт часовой промышленности(56) 1, Патент Швейцарии к 514181, кл. С 04 С 3/00 опублик. 1971.2. Авторское свидетельство СССР Мф 607311, кл. Н 02 К 21/08, 1977 (прототип).(54)(57) ИАГНИТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ДВИГАТЕЛЬ, содержащий магнитопровод с маг нитными фиксаторами, два кинематичес ки связанных ротора с постоянными магнитами, валы которых расположены параллельно, обмотку управления в ;виде плоских, коаксиально относитель но друг друга размещенных катушек, при этом валы роторов установлены между катушками, постоянные магниты - с одного торца катушек, а магнитопро вод - с другого торца, о т л и ч аМ АВТОРСКОМУ ю щ и й с я тем, что, с целью повышения надежности путем увеличенияточности фиксации положения выходного вала, двигатель снабжен вторыммагнитопроводом, в котором выполненысквозные отверстия, и двумя зубчатыми роторами с числом зубцов каждогоротора, равным двум, установленнымимежду катушками, причем все роторыобразуют зазоры с отверстиями второго магнитопровода, на внутренней цилиндрической поверхности отверстийвторого магнитойровода, обращеннойк зубцам, выполнены пазы, число которых в каждом отверстии в два разабольше числа зубцов ротора, а ширина в два раза меньше ширины зубцовротора, каждый из зубцов ротора имеет уступ, равный четверти зубцового деления, между магнитопроводамикоаксиально катушкам, снаружи их,размещены постоянные магниты с аксвальной намагниченностью, выполненные в виде частей кольца.Изобретение относится к электрическим машинам, а именно к микродвигателям с постоянными. магнитами, иможет быть использовано в качествепривода в различных приборах, вчастности в электрочасах.Известны электродвигатели, у которых цилиндрический ротор из магнитотвердого феррита, намагниченныйпо диаметру, установлен в камневыхопорах. Электродвигатель имеет двесекции катушек статора. С внешнейстороны корпуса, изготовленного изпластмассы, установлен экран из магнитомягкого материала, выполняющийтакже роль магнитного Фиксатора,О 3.Недостатками электродвигателяявляются плохое использование активного объема и низкая надежность.Известен также магиитоэлектрический двигатель, содержащий магнитопровод с магнитными фиксаторами, двакинематически связанных ротора спостоянными магнитами, валы которыхрасположены параллельно, обмотку управления, выполненную в виде плоских, коаксиально относительно другдруга размещенных катушек, при этомвалы роторов установлены между катушками, постоянные магниты - с одного торца катушек, а магнитопроводс другого торца .2.,Известному двигателю присуща малая надежность вследствие неточнойфиксации.Цель изобретения - повышение на"дежности путем увеличения точностификсации положения выходного вала.,Указанная цель достигается тем, что магнитоэлектрический двигатель, , содержащий магнитопровод с магнитными фиксаторами, два кинематически связанных ротора с постоянными магнитами, валы которых расположены параллельно, .обмотку управления в виде плоских, коаксиально относительно друг друга размещенных катушек, при этом валы роторов установлены между катушками, постоянные магниты - с одного торца катушек, а магнитопровод -, .с другого торца, снабжен вторым.магнитопроводом, в котором выполнены сквозные отверстия, и двумя зубчаты- ми роторами с числом зубцов каждого ротора, равные двум, установленными между катушками, причем все роторы образуют зазоры с отверстиями второго магнитопровода, на внутренней ци 2 О 25 ЗО 35 40 45 50 линдричесой поверхности отверстийвторого магнитопровода, обращеннойк зубцам, выполнены пазы, число кото.рых в каждом отверстии в два разабольше числа зубцов ротора, а ширинав два раза меньше ширины зубцов ротора, каждый из зубцов ротора имеетуступ, равный четверти зубцового деления, между магнитопроводами коаксиально катушкам, снаружи их, размещены постоянные магниты с аксиальнойнамагниченностью, выполненные в видечастей кольца,На фиг. 1 схематически изображенпредлагаемый двигатель, сверху; нафиг. 2 - то же, продольный разрез,а д На валах 1 и 2 установлены соот-, ветственйо роторы 3 и 4 с постоянными магнитами. Магниты роторов могут быть намагничены вдоль оси с чередованием соответственно северных и южных полюсов по окружности ротора, однако возможно и радиальное их на" магничивание, На валах 5 и 6 установлеы зубчатые роторы 7 и 8 из ферромагнитного материала, На каждом из полюсов зубчатых роторов 7 и 8 выполнены уступы 9 с угловой нротяженностью, равной четверти зубцового деления. Обмотка управления двигателявыполнена в виде двух катушек 10 и 11, размещенных коаксиально. Между катушками 10 и 11 размещены валы 1, 2, 5 и 6. Катушки 10 н 11 установлены на магнитопроводе 12 с магнитными фиксаторами в виде вырезов в магнитопроводе (не показаны), Параллельно магнитопроводу 12 установлен второй магнитопровод 13 с отверстиями 14 - 17, образующими радиальные зазоры с,роторами 3, 4, 7 й 8. На внутренней цилиндрической поверхности отверстий 1 б и 17 магнитопровода 13, обращенной к зубцам роторов 7 и 8, выполнены пазы 18. Между торцами магнитопроводов 12 и 13 установлен магнит 19 с осевой намагниченностью, обеспечивающий поляризующий магнитный поток, подмагничивающий зубчатые роторы 7 и 8. Магнитопроводы 12 и 13 сориентированы относительно друг друга и соединены с помощью установочных втулок 20 - 23, которые при этом обеспечивают фиксацию магнита19. Роторы 3, 4, 7 и 8 кинематически связаны с общим входным валом 24 двигателя через зубчатые колеса25 - 29, Для обеспечения пускового1111231 момента роторов 3,.4, 7 и 8 оси симметрги магнитопровода 12 и ось симметрии зубчатых роторов 7 и 8 смещены на угол с относительно соответствующих перпендикуляров к касатель ным к окружностям витков .обмотки управления. При согласном включении катушек 10 и 11 создается магнитный поток, взаимодействующий с магнитным потоком роторов 3 .и 4. В зависимости от направления тока результирующий магнитный поток усиливается или ослабляется, Роторы 3 и,4 с постоянны. ми магнитами стремятся занять положение, при котором магнитные потоки совпадают по направлению, поворачиваясь при этом более чем на полшага Л/2.При отсутствии тока под действием реактивного момента, обусловленного асимметрией магнитопровода 12, роторы 3 и 4 доворачиваются до ново" го устойчивого положения, т,е. до шага, равного Л .Зубчатые роторы 7 и 8 в этом процессе не участвуют, поскольку составляющие моменты упомянутых зубчатых роторов от каждого из зубцов компен-. сируют друг друга.Уступы 9 зубчатых роторов 7 и 8 и пазы 18 магнитопровода 13 обеспечивают четкую и надежную Фиксацию роторов 3 и 4. Далее процесс повторя. ется.При встречном включении катушек 10 и 11 роторы 3 и 4 с постоянными магнитами практически не участвуют в создании вращающего момента на валу 24 двигателя, так как при этом составляющие вращающего момента каждого активного ротора от разноименных полюсов направлены встречно. Вращающий момент обеспечивают зубчатые роторы 7 и 8, Магнитный поток, создаваемый катушками 10 и 1 1 при прохожденни через них тока, взаимодействует с поляризующим потоком постоян- .ного магнита 19. Зубчатые роторы7 и 8 при этом поворачиваются в поло" 5 жение,.когда через его зубцы проходит максимальный магнитный поток,т.е, более чем на полшага зубчатогоротора (Я/4), При отсутствии токав катушках 10 и 11 роторы 7 и 8 доворачиваются до нового устойчивогоположения. Шаг в .этом случае составляет Л/2.С изменением направления, тока области усиления и ослабления поляризующего потока меняются местами, изубчатые роторы 7 и 8 отрабатываютследующий шаг. При этом поворот зубчатых роторов 7 и 8 происходит в одном направлении с роторами 3 и 4 с 20 постоянными магнитами, если углы, об"разованные осями симметрии зубчатыхроторов 7 и: 8 с соответствующими перпендикулярами к касательным к окруж"ности обмотки управления двигателяпри обесточенных катушках 10 и 11,имеют один знак, и в обратную сторону, если углы имеют противоположныезнаки.Сместив ось выходного вала 24 дви.30 гателя относительно геометрическогоцентра катушек и увеличив передаточное отношение зубчатых колес 27 28ВЭи 29 в два раза относительно передаточного отношения зубчатых колес З 5 25, 26 и 29, можно осуществить реверс двигателя без изменения егоскорости. Таким образом, изобретение позво ляет повысить надежность работы двигателя за счет того, что уступы 9 зубчатых роторов 7 и 8 и пазы 18 магнитопровода 13 обеспечивают четкую фиксацию роторов 3 и 4 с постоянными 45 магнитами.