Электродвигатель

ОПИСАНИ ИЗОБРЕТЕН И Союз Соввтскиз Социалистическик РеспубликК ПАТЕНТУ Зависимый от19.Ч.1966 ( 1077118/ ием заявкис присоединенПриоритетОпубликовано Комитет па деламзобретений и открытипри Совете Министров 4.1 Х.1967. БюллетеньДата опубликования описания 6,11.1 Авторы зобретени ИностранцыЖарре и Жак (Франция) явите,ЭЛ ЕКТРОДВИ ГАТЕЛ но. На фиг. 1 схема тель, осевой полурИзвестны электродвигатели, включающие в себя статор с магнитной системой в виде отдельных шихтованных пакетов, на которых расположена якорная обмотка, питаемая от сети постоянного тока через полупроводнико вый коммутатор, кольцевую обмотку возбуждения и шихтованный зубчатый ротор. Противоэлектродвижущая сила, наведенная в якорной обмотке изменениями магнитного потока вследствие передвижения зубцов ротора, пе риодически изменяется, причем частота изменений связана со скоростью вращения ротора, в результате чего вращающий момент, который возникает при данном значении тока, непостоянный. 1Для обеспечения постоянства вращающегося момента при заданном значении тока нагрузки предлагаемый двигатель выполнен числом пакетов статора, кратным четырем, и с числом зубцов ротора, в четыре раза мень шим числа пакетов статора, а па каждом пакете расположено по две бифилярно намотанных обмотки. При этом обмотки каждых четырех пакетов статора соединены в одну группу и подключены к коммутатору. Обмот ки каждой группы, намотанные в одном направлении, соединены попарно-последовательпиески изображен двигарез; на фиг. 2 дан полу разрез по А - А (вид слева верхней части), чтобы показать пакеты статора, и по линии Б - Б в нижней части, чтобы показать зубцы ротора; на фиг. 3 представлена принципиальная схема .включения обмоток пакетов статора двигателя и устройства для синхронной коммутации этих обмоток; на фиг. 4 - кривая, полученная путем эксперимента, изображающая электродвижущие силы, наведенные в обмотках двух пар смежных пакетов статора, при перемещении одного зубца ротора машины.Ротор 1 содержит цилиндрический сердечник 2, жестко связанный с валом 3, несущим шарикоподшипники 4 и 5, и два фланца 6 и 7, расположенные симметрично относительно плоскости, перпендикулярной осн 8, каждый флапец снабжен восемью зубцами, соответственно 9 и 10.Кольцевидный статор расположен в пространстве между сердечником 2 и фланцами 6 и 7 и прикреплен к корпусу 11, имеющему лапы 12. Сердечник статора состоит из 32 пакетов, обозначенных индексами 13 - 35 (на чертеже показаны не все), на которых расположено по две встречно намотанных обмотки, как это показано на фиг. 3.В кольцевидпом пространстве между частью фланцев б и 7, не оснащенных зубцами, расположена обмотка возбуждения 36, ось которой параллельна оси 8 двигателя, Зубцы ротора состоят из пластин листового железа, разделенных слоем изоляционного материала, При этом коэффициент заполнения зубцов железом должен быть порядка 0,5 - 0,85. Форма зубцов ротора и пакетов статора такова, что площадь пакета, покрытая одним зубцом, изменяется,при угловом перемещении зубца линейно в каждой половине пакета, возрастая в течение первой половины и уменьшаясь в течение второй половины с тем же абсолютным значением наклона.Обмотки, соответствующие каждой из восьми групп в двух парах пакетов, соединены параллельно с выходными клеммами 37 - 44 устройства,Пакет 13 имеет две обмотки 45 и 46, намотанные в обратных направлениях; обмотки 47, 49, 51 пакетов 14 - 16 намотаны в том же направлении, что и обмотка 45, а обмотки 48, 50 и 52 - в том же направлении, что и обмотка 46. Обмотка обратного направления пакетов И и 15 с одной стороны, пакетов 14 и 16 с другой соединены последовательно, т. е, обмотка 45 - с обмоткой 50, обмотки 47, 49 и 51 - соответственно с обмотками 52, 46 и 48.Если, отьединив коммутирующее устройство, питая при этом возбуждающую обмотку 36, вращать ротор с таким расчетом, чтобы зубец 9 проходил перед пакетами 13 - 16, то напряжения, возникающие между клеммами 37, 42 обмоток 45 и 50, соединенных последовательно, представляются зависимостью, изображенной на фиг. 4 сплошной линиеи, а напряжения, возникающие между клеммами 39 и 43 обмоток 47 и 52, соединенных последовательно, - прерывистой линией.Как видно из графика эти сигналы имеют форму, близкую к трапецеидальной, что упрощает коммутацию; коммутирующее устройство предназначено для пропускания токов через обмотки каждого пакета, ампер-витки которых слагаются с ампер-витками неизменяемого тока возбуждения, когда покрытая зубцом площадь пакета увеличивается, и вычитаются, когда эта поверхность уменьшается.Чтобы показать характерный момент коммутации этих обмоток синхронно с вращением ротора, на фиг. 3 изображен один зубец 9 ротора, оставляющий пакет 13 совершенно непокрытым, и следовательно, целиком покрывающий пакет 15 и половину площади каждого из пакетов 14 и 16. Предполагается, что ротор вращается в прямом направлении. Двигаясь от указанного положения, зубец 9 находит на лакет 13 и отходит с пакета 15, причем изменение покрытой поверхности каждого из пакетов 14 и 16 в связи с движением зубца меняет знак,Коммутационное устройство включаст источник постоянного тока, который циклически питает четыре последовательные комбинации обмоток пакетов И - 16, Устройство, изображенное на фиг. 3, представляет собой сочетание двух пар контактов 53, 54 и 55, 56 с двумя кулачковыми токораспределителями 57 и 58, имеющими круглый прэфиль и синхронизированными с вращением ротора с таким расчетом, чтобы они вращались в том же направ 5 ленин со скоростью в восемь раз большей,причем между ними существует сдвиг фаз в -2Токораспределитель 57 подключает попеременно к положительному зажиму источника 10 59 вход 37 обмотки 45 пакета И посредствомконтакта 53 и вход 41 обмотки 49 пакета 15 при помощи контакта 54. Токораспределитель 57 подключает попеременно к отрицательному зажиму источника 59 с запаздыванием на 15 четверть оборота относительно токораспределителя 58 выход 42 обмотки 48 пакета 14 посредством контакта 55 и выход 43 обмотки 52 пакета 16 при помощи контакта 56. Клеммы 38, 39, 42 и 44 соединены вместе, Таким обра зом, когда контакт 53 замкнут, обмотки 45и 50 соединены последовательно и поочередно с обмотками 47 и 52 посредством контакта 56 и с обмотками 51 и 48 посредством контакта 55, Когда контакт 54 замкнут, обмотки 49 и 25 46 соединены поочередно-последовательно собмотками 51 и 48 посредством контакта 55 и с обмотками 47 и 52 - посредством контак та 56.Контакты 53 и 54 одновременно находятся 30 в замкнутом и разомкнутом положениях соответственнэ. Это происходит каждый раз, когда зубец 9 приходит по отношению к пакетам 13- 16,в положение, указанное на фиг. 3, т. е.каждую восьмую оборота ротора. Обратное 35 срабатывание контактов наблюдается послетого, как зубец продвинется на два пакета, т. е. после тэго как ротор повернется на /в оборота от этого положения. Контакт 55 замыкается, а контакт 56 размыкается при 40 продвижении зубца на один пакет по отношению к зубцу 9, изображенному на фиг. 3, т. е, на /з. оборота позднее; обратное срабатывание контактов происходит позднее на Ч оборота ротора.45 Таким образом, совокупность обмоток 45,50 и 46, 49 дает сигнал, близкий к трапецеидальнэму, а совокупность обмоток 47, 52 и 48, 51 дает сигнал, близкий к трапецеидальному той же частоты, но сдвинутый по фазе на / 50 оборота или на половину периода по отношению к предыдущему.В положении, изображенном на фиг. 3, обмотки 45 и 50, в которых зарождается сигнал с положительным наклоном, питаются чри 55 помощи контактов 53 и 56 последовательно собмотками 47 и 52, дающими сигнал, наклон которого меняет знак и становится отрицательным, в то время как обмотки 49 и 46 отключены размыканием контакта 54.,После по ворота ротора на ,1,. оборота, и следовательно, на четверть оборота токораспределителей 57 и 58 обмотки 47 и 52 отключены размы.капнем контакта 56, в то время как обмотки 45 и 50, сигнал которых меняет наклон, сое динены последовательно с обмотками 51 и 52202794 1 замыканием ко;пакта 53 и т. д. Общая электродвижущая сила, следовательно, постоянна, поскольку время коммутаций незначительно. Так как ток, подаваемый источником 59, постоянный, крутящий момент двигателя тоже постоянный. П р едм ет изобретения1. Электродвигатель, включающий в себя статор с магнитной системой в виде отдельных шихтованных пакетов сердечников, на которых расположена якорная обмотка, питаемая от сети постоянного тока через полупроводниковый коммутатор, кольцевую обмотку возбуждения и шпхтованный зубчатый ротор,отличающийся тем, что, с целью обеспечения постоянства вращающего момента при заданном значении тока нагрузки, двигатель вы.полнен с числом пакетов статора, кратным 5 четырем,и с числом зубцов ротора, в четырераза меньшим числа пакетов статора, а на каждом пакете статора расположено по две бифилярно намотанных обмотки, причем обмотки каждых четырех пакетов статора соединены в одну группу и подключены к коммутатору.2. Электродвигатель по п. 1, отлггчающийсятем, что обмотки каждой группы, намотанные в одном направлении, соединены попарно-по.15 следовательно.20294 Редактор Т, Ларина Заказ 4658/19 Тираж 535 ПодписноеЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР Москва, Центр, пр. Серова, д. 4 Типография, пр. Сапунова, 2 Составитель Г. Бокман Техред Т. П. Курилко Корректоры Г. И. Плешакова и Е, Н, Гудзова