Двигатель постоянного тока

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 09) (П) 4(51) Н 02 К 1/14 ГОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕ Й И ОТКРЫТИЙ(71) Фудзицу Фанук Лимитед (Япония);54)(57) ДВИГАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО ТОКА,содержащий якорь с обмотками, расположенными внутри станины с основными и дополнительными полюсами, размещенными равномерно по внутреннейокружности станины, а воздушный рабочий зазор между якорем и основнымполюсом увеличивается от серединыполюса к его краям , о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью уменьшения габаритов, каждый основной по"люс имеет широкую и узкую части, идополнительные полюса расположенымежду узкими частями соседних основных полюсов, при этом основныеполюса в своей широкой части снабжены выступами, расположенными по краями направленными в сторону якоря.Изобретение относится к электродвигателям постоянного тока,в частности к конструкции их главных магнитных полюсов.Известен двигатель, постоянного тока, содержащий станину, главные магнитные полюса, расположенные с одинаковым шагом по длине внутренней окружности станины и якорь с намотанными на него обмотками 1 . ОНедостатком этого двигателя являются ухудшенные параметры коммутацииНаиболее близким к изобретению потехнической сущности и достигаемому 15результату является двигатель постоянного тока, содержащий якорь собмотками, расположенными внутристанины с основными и дополнительными полюсами размещенными равномер1но по внутренней окружности станины,а воздушный рабочий зазор междуякорем и основным полюсом увеличивается от середины полюса к его краям 2,25В этом двигателе наличие дополнительных полюсов позволяет исключитьухудшение коммутационных свойств,Однако такой двигатель имеет увеличенные габариты,30Целью изобретения является уменьшение габаритов двигателя,Указанная цель достигается тем,что в двигателе постоянного тока,содержащем якорь с обмотками, распо.ложенными внутри станины с основны 35ми и дополнительными полюсами, размещенными равномерно по внутреннейокружности станины, а воздушный рабо.чий зазор между якорем и основнымполюсом увеличивается от серединыполюса к его краям, каждый основнойполюс имеет широкую и узкую части,и дополнительные полюса расположенымежду узкими частями соседних Основ 45ных полюсов, при этом основные полю"са в своей широкой части снабженывыступами, расположенными по краями направленными в сторону якоря.На фиг,1 показан двигатель постоянного тока, продольный разрез;на фиг,2 - разрез А-А на фиг.1; на .фиг.3 - разрез Б-Б на фиг,1 нафиг.4 - основной магнитный полюс,поперечный разрез, иа фиг.5 - Ос 55новной магнитный полюс в аксонометрии. Двигатель постоянного тока содержит станину 1, внутри которой расположен якорь 2, Равномерно по внутренней окружности станины размешены четыре основных магнитных полюса 3 с катушками возбуждения 4 и четыре дополнительных полюса 5 с обмотками 6, Дополнительные полюса 5 создают магнитодвижушие силы, которые. могут уничтожить противомагнитодвижущие силы, наводимые в обмотках якоря (не показаны ) и магнитодвижущие силы, которые могут уничтожить магнитодвижушую силу, создаваемую током якоря, текущим в обмотках якоря. В результате этого могут быть улучшены параметры коммутации.Дополнительные полюса 5 имеют Е-образную форму и,изолированы относительно станины 1 с помощью прокладок 7, например, иэ немагнитного материала или с помощью воздушных зазоров между станиной и полюсами. Е-образные дополнительные полюса расположены частично по длине двигателя,Основной магнитный полюс 3 имеет широкую часть 8 и узкую часть 9 (фиг.5) и в своей широкой части снабжен выступами 10, расположенными по краям и направленными в сторону якоря 2, Дополнительные полюса 5 расположены между узкими частями 9 соседних основных полюсов 3.На фиг,1 плоскостьпоказанная разрезом над линией В-В, находится под углом 45 относительно плоскости, показанной разрезом под линией В-В. Основной магнитный полюс имеетдлину, равную длине якоря, тогда как Е-образный дополнительный. полюс короче якоря.Ток якоря течет от щетки 11 через пластину коллектора 12, дРУгую пластину коллектора к другой щетке ( не показана). Каждая иэ щеток расположена в коммутирующей зоне. коллектора, Вал 13, на котором закреплен якорь, установлен в подшипниках 14,На фиг.4 представлена часть поперечного разреза основного магнитного полюса по фиг,1, изображающая воздушный зазор между магнитным полюсом 3 и якорем 2.Когда проводник длиной 1. м) движется со скоростью 1 (м/С 1 в магнитном потоке плотностью В 1 В б/м, направление которого перпендикулярно этому проводнику, электродвижущая сила Е(у) , наводимая в проводнике, определяется следующим образом: е= В 1 ч Поэтому электродвишужие силы Е, Е, Е, Е 4 и Е , наводимые в проводнйках 15, 1 б, 17, 18 и 19 соответственно, определяются следующим образом: 10 Е 1 = Ве ЯгоЕ =В ЕЧРчое 4= в,О,ЧО,Е= В.Ю ,15 где В,В, В, Ви В 5- плотности магнитных потоков вблизи проводовобмоток якоря 15, 16,17, 18 и 19 соответственно;суммарная длина основного магнитного полюса 3,- длина широкой части 8основного магнитногополюсао - окружная скоростьякоря 2,Для того, чтобы избежать возникновение "короткого замыкания щеток"величины Е 1, Е, Е, Е 4 и Е 5 должныбыть меньше заданной величины, сточки зрения параметров работы электродвигателя постоянного тока величины Е 1, Е, Е, Е 4 и Едолжны быть35по возможности большими. Посколькув несколько раз больше 3, воздушные зазоры 1 иу концов широкого участка 8 выбираются уже, чемГ 40воздушные зазорыиу концов узкого участка 9 и промежуточной части широкого участка.Воздушный зазорв центральной части полюса является узким по сравнению с зазорами , , 4 иПоэтому плотности Ви В магнитных потоков больше, чем плотности магнитных потоков Ви В 4 соответствен ноВ результате этого электродвижу щке силы становятся большими и, соответственно, все электродвижущие силы, наводимые в обмотке якоря 2, станут большими по сравнению с устройством-прототипом.Двигатель постоянного тока, согласно изобретению, может содержать дополнительные полюса, отличающиеся по форме от Е-образных полюсов, если каждый основной полюс имеет широкий и узкий участки, Кроме того, количество полюсов в укаэанном двигателе постоянного тока может быть из менено до шести и более. Основные магнитные полюса могут быть выполнены из материала для постоянных магнитов. В этом случае обмотки возбуждения могут отсутствовать. Предлагаемый двигатель постоянного тока обладает преимуществом по сравнению с известными: имеет меньшие габариты, поскольку наружные части широкого участка основных марв нитных полюсов вносят вклад в суммарный маннитный поток под основными магнитными полюсами и, соответственно, основные магнитные. полюса короче, чем полюса в известных двигателях, что позволяет укоротить якорь, а также и весь предлагаемый двигатель будет короче., чем известные.11.38058 я Кор рек на Тираж 646 НИИПИ Государственного делам изобретени Москва, Ж, Рауш 113035 Патент Редактор С,Тимо каз 10574/45В оставитель Ф.Подольсехред С.Легеза Подписнокомитета СССРи открытийкая наб., д. 4/5 род, ул, Проектная,ф Л.Пилипенко