Моментный электродвигатель постоянного тока

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(53)М. Кд, Н 02 К 26/00 ФЬеудвретюный квинтет СССР ав ааан изобретений к открытнйОпубликовано 30. 11. 82. БюллетеньМДата опубликования описания 30 . 1 1. 82(5 Й) ИОИЕНТНЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГОТОКА 1Изобретение относится к электромеханическим устройствам автоматики и может быть использовано при создании датчика момента постоянного тока для систем стабилизации и управленияИзвестен моментный электродвигатель постоянного тока, содержащий статор с секторными постоянными магнитами, ориентированными навстречу друг другу одноименными полюсами, полюсные наконечники, расположенные между магнитами, зубчатый ротор с обмоткой, зубчатое колесо из магнитомягкого материала и постоянный магнит,взаимодействующий с этим колесом 1).,Моменты зубчатости двигателя и зубчатого колеса находятся в противофазе и взаимно вычитаются. Однако это решение компромиссное, так как угловая характеристика момента зуб чатости имеет сложную форму, различную не только для разных типов двигателей, но может меняться, например, от образца к образцу в пределах одно 2го типа машин. Кроме того, при запитке якоря, т.е. при формировании движущего момента, момент, раэвиваемыи зубчатым колесом и магнитом, будет являться паразитным по отношению к движущему моменту и снижать выходные, характеристики электродвигателя.. Известны также электрические машины с уменьшенным моментом эубчатости за счет скоса пазов ротора или стато. ра или введением в рабочий зазор тонкого кольца из магнитомягкого материала, перемыкающего полюса индуктора, а также выполнения машины с гладким якорем2.Однако эти конструктивные решения связаны с уменьшением величины движущего момента, развиваемого электродвигателем при том же значении тока якоря, причем при жестких требованиях к величине момента зубчатости, например в системах силовой стабилизации, указанные потери моментамогут. быть значительными.978281 3Наиболее близким по техническойсущности к изобретению является моментный электродвигатель постоянноготока, содержащий статор, выполненныйв виде двух соосных кольцевых аксиально намагниченных постоянных магнитов, ориентированных навстречуодин другому одноименными полюсами,состоящих из секторов чередующейсяполярности, прикрепленных с внешних 1 Оторцов к шунтирующим кольцам, и роторс обмоткой, размещенной в пазах, статор снабжен полюсными наконечниками,установленными между секторами магнитов, немагнитной втулкой, на кото- Ирой закреплены указанные наконечникис магнитами, а ротор расположен концентрично статору 1 3 1Этот электродвигатель за счетявно выраженной зубчатости ротора 20и статора имеет момент зубчатости;который может быть снижен эа счетпредполагаемого скоса зубцов якоря.Это, соответственно, уменьшит величину момента, развиваемого электродвигателем при запитке якоря.Укаэанное снижение развиваемогомомента может быть скомпенсированоувеличением тока якоря. Однако зтоуменьшает надежность и срок службыэлектродвигателя, так как такая добавка увеличивает значение тока,коммутируемого коллектором, особенно,если учесть, что коммутируемая мощность пропорциональна квадрату тока. 4На фиг.1 представлен электродвигатель, продольный разрез; на фиг.2 то же, поперечный разрез,Электродвигатель состоит из якоря ( ротора) 1, внутри которого концентрично ему установлен. статор 2.Ротор 1 представляет собой шихтованный сердечник 3, в пазах которогоуложена обмотка 4 ротора 1,Статор 2 выполнен в виде соосныхи аксиально намагниченных кольцевыхпостоянных магнитов 5 и 6, ориентированных один к другому одноименнымиполюсами, выполненными в Форме секторов 7 и 8 чередующейся полярности,между которыми установлены полюсныенаконечники 9 иэ Ферромагнитного материала. С внешних торцов магнитов5 и 6 установлены шунтирующие кольца10 и 11 из ма гнитомягкого материала,закрепленные на немагнитной втулке12, на которой установлен зубчатыйцилиндрический магнитопровод 13 активного шунта 14.Иагнитопровод состоит из спинки15, примыкающей своими торцами кшунтирующим кольцам 10 и 11, и радиальных зубцов 16, на которых размещены секции 17 обмотки 18 шунта 14.Крепление постоянных магнитов 5 и6 может осуществляться, например, сйомощью клея либо методом пайки легкоплавким припоем с температуройпайки до 200 С, что не вызывает необратимых изменений магнитных свойствпостоянных магнитов.Цель изобретения " повышение надежности путем снижения пульсации вращающего момента. Указанная цель достигается тем, что в электродвигатель постоянного тока введен активный шунт, состоящий из обмотки шунта и цилиндрического зубчатого магнитопровода срадиальными зубцами и цилиндрической спинкой, примыкающей торцовыми поверхностями к внутренним торцам шун тирующих колец и укрепленной наЯ немагнитной втулке, зубцы шунта, число которых равно числу полюсов статора, выполнена на цилиндрической спинке и примыкают к противоположным ротору торцам полюсных наконечников, И обмотка шунта выполнена многосекционной и каждая секция обмотки шунта размещена на зубце магнитопровода,Устройство работает следующимобразом.При отсутствии тока якоря 1 и токав обмотке 18 шунта 14 магнитный потокпостоянных магнитов 7, входя в полисный наконечник 9, распределяетсяна два контура, один из которых фдпроходит последовательно рабочий зазор, сердечник 3 якоря 1, где, пройдя по зубцам и спинке якоря, входитчерез рабочий зазор в полюсный наконечник 9 следующего в тангенциальномнаправлении магнита 8, после чего,проходя магнит 8 через шунтируоциекольца 10 и 11, возвращается в магнит7, Другой контур шунтирующий), вкотором магнитныи поток фщ, минуя рабочий,зазор, проходит зубец 16, спинку 15 шунта 14 и через кольца 10 и11 подходит к магниту 7,Количественное соотношение этихпотоков будет определяться магнит70281 6тор, в .пазах которого размещена об-мотка и статор, выполненный в видекольцевых аксиально намагниченныхпостоянных магнитов, ориентированных 3 один к другому противоположными полюсами, состоящих из секторов чередующейся полярности, прикрепленных свнешних торцов к шунтирующим кольцами снабженных полюсными наконечниками, в установленными между секторами магнитов, немагнитную втулку, на которойукреплены шунтирующие кольца, о тл и ц а ю М и й с я тем, что, сцелью повышения надежности. путемснижения пульсации, вращающегося,момента, введен активный шунт, состоящий из обмотки и цилиндрического зубчатого магнитопровода с радиальнымизубцами и цилиндрической спинкой,примыкающей торцовыми поверхностямик внутренним торцам шунтирующих колец и укрепленной на немагнитнойвтулке, зубцы шунта, число которыхравно числу полюсов статора, выполнены на цилиндрической спинке и примыкают к противоположным ротору торцам полюсных наконечников, обмоткашунта выполнена многосекционной икаждая секция обмотки шунта размещена зв на зубце магнитопровода. 5 9 ными :опротивлениями обоих контуров. Очевидно,цто доминирующая часть потока пройдет по второму контуру фд ) практически на имеющему неферромагнитных участков и меньшую длину пути потока. Таким образом, при обесточенном якоре момент зубчатости, определяемый при заданной геометрии элементов в рабочем зазоре величиной магнитного потока, практически исключается и электродвигатель не вноситвредных возмущений в систему, например, в режиме стабилизации объекта, При работе электродвигателя как моментного датчика и подачи напряжения на обмотку 4 необходимо запитать обмотку 18 постоянным током и развиваемый магнитный поток ф , направленный согласно рабочему потоку ф вытесняет магнитный. поток ф, в рабочий зазор и. режим электродвигателя не нарушается, Так как режим запитки.обмотки 18 статический и этот ток не проходит через коллектор, то необходимую магнитодвижущую силу можно обеспечить увеличенным числом витков, а не током запитки, поэтому потребление обмотки 18 шунта 14 можно сделать незначительным.Таким образом, предлагаемое техническое решение обеспечивает уменьшение момента зубчатости электродвигателя без увеличения коммутиру . емого тока и нарушения режима работы двигателя, цто приводит к увеличе. нию надежности электродвигателя. формула изобретения Иоментный электродвигатель постоянного тока, содержащий зубчатый роИсточники информации,принятые во внимание при экспертизеАвторское свидетельство СССРпо заявке У 292026 1, кл. Н 02 К 26/00,1980.2. Дубенский А.А. Бесконтактныедвигатели постоянного тока. И"Энергия", 1967, с.24.3. Авторское свидетельство СССРй 485527, кл. Н 02 К 23/04 е 1973978281 Я М 2 фи Составитель С.Шутова дактор С.Пекарь Техред З.Палий Корректор Н,бу Заказ 9235/71 Тираж 721 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/вФилиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4