Электрический двигатель

аб ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУр 47704 Союз Советских Социалистических Республик(51) М. К Е 41 04 с присоединением заявок1908984/24- 1908985/24-7, 1908986/24-7 и 1908987/24 (32) Приоритет Государственнык комите Совета Министров СССР 53) УДК 621,313,39(71) Заявител 54) ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ДВИГАТЕ в элементар+1, а число публиковано 15,07,75. Бю ата опубликования опис Известен электрический двигатель, содержащий развернутый зубчатый магнитопровод с обмотками возбуждения и т-фазной обмоткой управления и зубчатый якорь.Для улучшения использования активных материалов в предлагаемом двигателе обмотки расположены на спинках магнитопровода с чередованием обмоток возбуждения и управления между собой, шаг зубцов магни 2 т1топровода составляет шага зубцов4 тякоря, а между зубцами якоря размещены короткозамкнутые обмотки, плоскость намотки которых параллельна рабочему зазору.Кроме того, в двигатель введены дополнительные магнитопроводы с размещенными на них обмотками, аналогичные основному и расположенные параллельно и перпендикулярно ему, образуя решетку, причем узел пересечения каждого из магнитопроводов образует общий для них зубец.Такое выполнение двигателя позволяет получить движение на плоскости.Решетка, образованная магнитопроводами, может быть как плоской, так и изогнутой по цилиндрической, сферической и тороидальной поверхностям.На фиг. 1 показана элементарная секция описываемого двигателя в линейном исполнении, общий вид; на фиг. 2 - элемент якоря с короткозамкнутой обмоткой, расположенной между зубцами; на фиг, 3 - расположение магнитопроводов, образующих активную решетку элементарной секции двигателя в двух координатном исполнении; на фиг. 4 - вариант выполнения узла пересечения магнитопроводов; на фиг. 5 - расположение обмоток в однофазной секции; на фиг. 6 - 8 - схемы двигателей с решетчатыми магннтопровода ми сферической, цилиндрической и тороидальной форм, соответственно.Реактивная часть (якорь) двигателя (см.фиг. 1) содержит развернутый магнитопровод 1 с зубцами 2, между которыми установлены 15 короткозамкнутые обмотки 3 (см. фиг. 2),выполненные из прямоугольного провода, фольги или ленты. Витки обмотки 3 замыкаются в процессе намотки точечной сваркой или иным способом. Расстояние 1 т между дву мя смежными зубцами 2 составляет цикл линейного движения.Активная часть (движитель) двигателявключает в себя магнитопровод 4 с зубцами 5, на спинках которого расположены обмотки 25 6 возбуждения и многофазная обмотка 7 управления (на фиг. 1 показана трехфазная секция обмотки управления, содержащая три катушки фаз А, В и С).Число обмоток возбуждения30 ной секции двигателя равно т60 65 3зубцов - 2 (т + 1) . Обмотки возбуждениявключены встречно. Зубцы магнитопровода 4допускается разносить (расстояния 1 ов и 1 овна фиг, 1) относительно друг друга последо 1 1вательно на К+ - и парами на или2 К т1 1только последовательно на К + - +2 К, т расстояния цикла 1 у.В последнем случае рационален выбор расстояния между центрами зубцов магнитопровода 4, равного (К = О, К = 4)2 т1ов - ов - у4 т Для деформации спектра проводимости зубцы 2 или 5 могут быть выполнены со скосом либо с дополнительным линейным смещением относительно друг друга. Элементарные секции движителя служат продолжением друг друга или соединены вставками из немагнитных материалов. Число секций определяют с учетом длины объекта движения, требуемой мощности и т. д, Замыкающие (концевые) части магнитопровода 4 могут быть выполнены с пульсирующей или постоянной проводимостью в рабочем зазоре.Магнитопроводы 1 и 4 могут быть залиты компаундом с последующей обработкой их рабочих поверхностей и образованием рабочего зазора любым из известных способов (воздушная подушка, скольжение по смазке, покрытие из полимера с антифрикционнымисвойствами и т, д.).Двигатель работает следующим образом, При подаче на обмотки б возбуждения постоянного тока и возбуждения обмоток 7 от соответствующего многофазного источника питания в рабочем зазоре образуется линейно перемещающееся поле, вызывающее синхронное с полем перемещение подвижной части относительно неподвижной.Переменный поток пазового рассеяния двигателя нейтрализуется короткозамкнутыми обмотками 3, что позволяет снизить реактивность обмоток движителя, повысить использование активных материалов и выбрать ширину т зубцов и высоту Ь и Ьр спинки магнитопроводов меньшего сечения.На фиг. 3 показано расположение магнитопроводов 4 в двигателе двухкоординатного исполнения, обеспечивающего движение подвижной части относительно неподвижной в любом направлении плоскости. Пересечение пар взаимно перпендикулярных магнитопроводов 4 образуют решетку элементарной двух- координатной (плоскостной) секции двигателя с окнами 8 и зубцами в узлах пересечения. Форма решеток, зависящая от расположения магнитопроводов 4, может быть различной и определяется расстояниями 1 и 1, количеством секций и их фазностью и сдвигом секций (парами на 1/4 1 у, тройками на 1/3 1, и т. д.). Однако во всех случаях узлы пересе 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 чения совпадают с однополярными зубцами магнитопроводов 4 (на фиг. 3 направление и полярность зубцов обозначены У и 5). Расположение обмоток 6 и 7 на спинках магнитопровода 4 (см. фиг. 5), а не в зубцовой зоне, как в известных двигателях, облегчает выполнение двухкоординатного двигателя.Магнитопроводы 1 якоря также образуют решетку, но с узлами пересечения, совпадающими со всеми зубцами 2. При этом витки короткозамкнутой обмотки 3 охватывают все межзубцовое пространство решетки (включая окна 8).Возбуждение обмоток двигателя, расположенных по координатам Х и У, обеспечивает перемещение подвижной части относительно неподвижной либо по одной из координат Х или У при возбуждении лишь одной соответствующей группы обмоток, либо одновременно по двум координатам в любом направлении плоскости (при одновременном возбуждении обмоток управления обеих координатных групп),Формы выполнения решеток двигателя могут быть различными и связаны с формой соприкасающихся поверхностей объекта, На фиг, б показан двигатель, магнитопроводы которого расположены по поверхности сферы. Принцип его действия аналогичен принципу действия плоскостного двигателя. Управление обмотками двигателя, например, от цифровой вычислительной машины при помощи коммутаторов отдельно по координатам Х и У либо совместно, обеспечивает перемещение подвижной части относительно неподвижной по любой траектории на сфере или ее части (шаровом слое, шаровом сегменте и др.).Аналогично выполнены двигатели, обеспечивающие перемещение по цилиндрической (см, фиг, 7) и тороидальной (см. фиг, 8) поверхностям.Предлагаемый двигатель может работать в импульсном (шаговом) режиме при питании обмоток 7 импульсами тока или в асинхронном режиме при замыкании накоротко обмоток 6 возбуждения. Кроме того, он может работать также при последовательном соединении обмоток 6 с обмотками 7, подключенными через статический коммутатор и схему управления к сети постоянного или переменного тока (см. фиг. 7 и 8). В наиболее сложном случае управления движением на поверхности шара целесообразно использование вычислительной машины (см. фиг. 6). Предмет изобретения1. Электрический двигатель, содержащий развернутый зубчатый магнитопровод с обмотками возбуждения и т-фазной обмоткой управления и зубчатый якорь, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью улучшения использования активных материалов, обмотки расположены на спинках магнитопровода с чередованием обмоток возбуждения и управления477504 Фиг,1 между собой, шаг зубцов магнитопровода составляет2 т1шага зубцов якоря, а меж 4 тду зубцами якоря размещены короткозамкнутые обмотки, плоскость намотки которых па.раллельна рабочему зазору,2. Двигатель по п. 1, отли ч а ющи й с ятем, что, с целью получения движения наплоскости, введены дополнительные магнитопроводы с размещенными на них обмотками,аналогичные основному и расположенные параллельно и перпендикулярно ему, образуярешетку, причем узел пересечения каждого из магнитопроводов образует общий для них зубец.3. Двигатель по п. 2, отличающийсятем, что решетка, образованная магнитопро водами, изогнутапо цилиндрической поверхности.4, Двигатель по п, 2, отличающийсятем, что решетка изогнута по сферической поверхности.5. Двигатель по п. 2, отличающийсятем, что решетка изогнута по тороидальнойповерхности.Приоритет по пп, 2 - 5 исчислятьот 26,12.72.едакт ПодписиР аказ 2480/7ЦНИИПИ Госу Типография, пр. Сапунова д.1623 Тираж 782арственного комитета Совета Министровделам изобретений и открытийква, Ж, Раушская наб., д. 415