Электрический двигатель с винтообразным статором

Союз Советских Социалист ичесиих РеслубликОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ ш 189672 1(51) М. Кл. Н 02 К 41/02 с присоединением заявки Ио -Государственнмй комитет СССР ло дедам изобретений н открытийИзобретение относится к электро- машиностроению и может быть использовано в приводах, требующих совмеще ния перемещения подвижного элемента в аксиальном направлении с его вращением вокруг продольной оси двигателя при необходимости достижения плавного регулирования скорости винтового движения в широком диапазоне и необходимости получения точного останова рабочего органа. Одной из важных областей применения изобретения является электропривод промышленных роботов и манипуляторов, где , требуется сочетание поступательного и вращательного движений и достижение точного позиционирования.Известны асинхронные и реактивные шаговые,цвигатели, дающие возможность получить винтовое движение подвижного элемента за счет особой конструкции статора и ротора двигателя.В таких двигателях статор, несущий многофазную обмотку, имеет форму цилиндра, на внутренней поверхности которого нарезана двуххоцовая винтовая резьба. Ротор двигателя выполнен в виде цилиндра из ферромагнитного материала с кольцевой нарезкой, шаг которой равен шагу винтовойрезьбы статора.Многофазная обмотка, уложенная в .пазах статора, создает в машине вращающееся поле. При этом полюса, образующиеся на статоре, благодаря винтовой резьбе на его внутренней поверхности перемещаются в аксиальномнаправлении. Ротор перемещается синхронно с перемещением полюсов статора на величину двойного шага винтаза один оборот вращающегося поля,обеспечивая прецизионное линейноеперемещение 1),Известен также электрический двигатель с винтообразным статором, впазах которого уложена рабочая обмотка, и ротором. Этот двигательтакже обеспечивает винтовое движениеротора 12 .Недостатком известного двигателяявляется невозможность достижениязначительных диапазонов плавного регулирования скорости.цель изобретения - расширение диапазона регулирования скорости.Поставленная. цель достигаетсятем, что в магнитопроводе выполнендополнительный паз, в котором уложеЗО на обмотка возбуждения, а пазы дляразмещения рабочей обмотки, расположенные на.соседних витхах,имеют об щие прЬдольные оси, причем длийа участка рабочей обмотки кратна 2 о, длина участка обмотки возбуждения равна (2 К+1) В, где К=0,1,2,3 а на роторе выполнены винтообразные выступы длинои, равной , расположенные на расстоянии 7На фиг.1 изображен магнитопровод статора с пазами для уклацки рабочей обмотки и обмотки возбуждения, на фиг.2 - ротор с формирующими магнитное поле винтообразными выступами; на фиг.З - схема развертка статора и ротора двигателя; на фиг,4 - двигатель с двумя винтообраэными магнитопроводами статора.Электрический двигатель содержит винтообразный магнитопровод статораВ пазах С магнитопровода размещена рабочая обмотка 2, причем пазы а имеют общие продольные оси. В центре магнитопровода статора выполнен дополнительный паэ б, в котором уложена обмотка 3 возбуждения, Длина участка магнитопровода, на котором размещена обмотка 3 возбуждения, равна 12 К+1)Г, где К=0,1,2,3 С - полюсное деление двигателя, а длина участков для рабочей обмотки кратна 2 С 0 Рабочие обмотки выполняются в соот-ЗО эить вес рабочей обмотки по сравнению с использованием раздельных рабочих обмоток на 25-30.Ферромагнитный ротор 4 имеет винтообразные выступы 5 длиной, равнойи расположенные на расстоянии 7:Двигатель может иметь два винто- образных магнитопровода статора (фиг.4). Общая длина каждого магнитопр)вода статора в этом случае не превьпйает длины одного витка винтовой . - линии. На каждом из магнитопроводов статора имеется своя обмотка возбуждения находящаяся в большом пазу,по обе стороны от которого расположены рабочие обмотки. Пазы для размещения рабочей обмотки соответствующих участков магнитопроводов имеют общие продольные оси, что дает возможность выполнить 50 55 6 О ветствии со схемами рабочих обмотоклинейных двигателей постоянного токаи подключаются либо к коллекторнымпластинам электромеханического коллектора, либо к соответствующим каналам полупроводникового коммутатора(не показан), Пазы рабочих обмоток визвестнОм устройстве магнитопроводастатора располагаются точно друг против друга, в предлагаемом двигателе 4 Оприменяется общая для обеих частеймагнитопровода, рабочая обмотка,что позволяет в зависимости от величины шага резьбы в 1,5-3,5 разауменьшить объем лобовых частей рабочей обмотки и, соответственна, снирабочие обмотки обоих магнитопроводов статора иэ общих секций.Двигатель работает следующим образом.Если ротор занимает, находясь в расточке статора, таксе положение, например, при котором его выступы длиной Г находятся на противоположных концах участка магнитопровода статора с рабочей обмоткой, а электромеханический или полупроводника-вый коммутатор подключил ее к питающей сети, обеспечив протекание токов в 3( .над выступами ротора (фиг,З, для К=1), при этом обмотка возбуждения создает поток Ф , то в.соответр Уствии с законом Био-Савара-Лапласа возникает электромагнитное усилие, сдвигающее оба выступа ротора влево. При начавшемся под действием этого усилия винтовом движении ротора коллектор коммутирует. секции рабочей обмотки таким образом, чтобы направление электромагнитной силы все время сохранялось. Регулирование скорости двигателя осуществляется как и в обычных машинах постоянного тока изменением величины напряжения питающей .сети, или изменением тока воэбужцения, или включением добавочного активного сопротивления в цепь рабочей обмотки.Для осуществления реверса двигателя необходимо изменить полярность питания рабочей обмотки либо обмотки возбуждения.Формула изобретенияЭлектрический двигатель с винтообразным статором, в пазах которого уложена рабочая обмотка, и ротором, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения диапазона регулирования скорости, в магнитопроводе выполнен дополнительный паз, в котором уложена обмотка возбуждения, а пазы для размещения рабочей обмотки, расположены на соседних витках, имеют общие продольные оси, причем длина участка рабочей обмотки кратна 2 Ъ, длина участка обмотки возбуждения равна (2 К+1)Г, где К=0,1,2,3 а на роторе выполнены винтообраэные выступы длиной, равной , расположенные на расстоянии.источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Рац В.,/,А., Ве 1 д С,6 , 51 ерр 1 п 9-аосе регГогщапсе оГ а 1 п 1 агЬе 1 са гедцсйапсе ворог, 1.опГ, Е 1 ва.Еесйг. Иасй 1 пеь, .опдоп, 1974,77-82.2. Авторское свидетельство СССР9 б 4142, кл. Н 02 К 17/02, 1940..4 иал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная,4 1/42 ВНИИПИ Государс по делам изоб 113035, Москва, С ажнноени35,18комитета ССи открытийаушская наб,