Физическая модель электрической машины

(21) (22) (46) юий 71 ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ ВТОРСНОМУ СВИДЕ 4122718/24-1224.09,8623.08.88. Бюл. У 31(71) Специальноеро часов Производния "Янтарь" и Моческий институт(56) Авторское свидетельство СССР У 1161965, кл. С 06 С 7/62, 1983. (54) ФИЗИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ(57) Изобретение относится к моделированию, а именно к физическим моделям электрических машин, и может быть использовано для исследования конфигурации магнитопровода статора на выходные характеристики электриконструкторское бюственного объедине сковский энергети,8014188 ческой машины с целью оптимизациигеометрии магнитопровода, Модель может быть также использована в часовой промьппленности при разработкеперспективных конструкций часов сшаговым электроприводом, а также какэлемент системы автоматического проектирования и как учебное пособие.Целью изобретения является расширение области применения путем моделирования шаговых электродвигателейкварцевых часов. Модель содержит корпус 1, плату 2, на которой размещеныротор 3, неподвижный магнитопровод4 статора, катушку возбуждения 5,плату 6, на которой устанавливаютсяподвижные стержни 7 и 8 с укрепленными на них элементами 9 и 10 магнитопровода статора. 9 ил.Изобретение относится к моделированию, а именно к физическим моделямэлектрических машин, и может быть использовано для исследования влиянияконфигурации магнитопровода статорана выходные характеристики электрической машины с целью оптимизациигеометрии магнитопровода. Модель может быть также использована в часо Овой промышленности при разработкеперспективных конструкций крупногабаритных электронно-механических часовс шаговым электроприводом, в том числе реверсивным, а также как элемент 15системы автоматического проектирования и как учебное пособие.Целью изобретения является расширение области применения путем моделирования шаговых электродвигателей 20кварцевых часов.На фиг.1 изображена физическаямодель реверсивного шагового электродвигателя со сменными элементами фиксации; на фиг.2 - физическая модель 25шагового электродвигателя со сменнымиполюсами статора; на фиг.З и 4 - вариант с насыщающимися перемычками; нафиг.5-7 - вариант с наконечниками;на фиг.8 и 9 - вариант с несимметричным магнитопроводом.физическая модель электрическоймашины (фиг.1) содержит корпус 1,плату 2, на которой размещены ротор3 и неподвижный магнитопровод 4 статора, катушку 5 возбуждения, плату6, на которой установлены подвижные стержни 7 и 8 с укрепленными наних элементами 9 и 10 магнитопровода статора, Плата 6 прикреплена к 40плате 2 с помощью стоек 11. Стержни7 и 8 с помощью втулок 12 имеют возможность фиксированной установки наразличной высоте.В другом варианте конструктивного выполнения (фиг.2) магнитопроводстатора состоит из двух частей 13 и14, каждая из которых прикреплена ксоответствующему стержню 7 и 8.В третьем варианте (фиг,З и 4) на 50нижней плате 2 укреплен неподвижныймагнитопровод 4 из магнитомягкогоматериала и сердечник 15 иэ магнитного материала с обмоткой 5 управления. Магнитопровод 4 и сердечник 15соединены плоскостями их концов,образуя замкнутую магнитную цепь.Магнитопровод 4 содержит две насыщающих.ся перемычки 16 и 17 и круглое отверстие, в котором размещен ротор 3.В четвертом варианте (фиг.8 и 9) подвижные части 13 и 14 магнитопровода статора имеют выступы 16 и 17, взаимодействующие с сердечником 18,Положение частей 13 и 17 фиксируется плоскими пружинами 19 и 20,физическая модель работает следующим образом.При подаче напряжения на катушку 5 возбуждения (фнг.1) ротор 3 поворачивается вокруг своей оси под воздействием магнитного поля, создаваемого в зазоре между ротором 3 и полюсами магнитопровода 4 статора. При опущенном элементе магнитопровода 9 и поднятом элементе 10 ротор 3 поворачивается в направлении против часовой стрелки, при опущенном элементе магнитопровода 10 и поднятом элементе 9 - против часовой стрелки.Выходные параметры моделируемого двигателя - моментная характеристика, направление вращения, характер движения ротора 3 и др, зависят от конфигурации полюсов магнитопровода 4 статора, конфигурации и положения элементов магнитопровода 9 и 1 О.Когда оба наконечника 9 и 1 О опущены и размещены под углом в плоскости вращения ротора 3 (фиг.5-7) они создают пусковой момент в направлении по часовой стрелке (фиг.6) или против (фиг.7). Усилие, удерживающее ротор 3 в положении, определяемым наконечниками 9 и 10, характеризуется фиксирующим моментом. Уменьшение размеров или удаления наконечников 9 и 10 от ротора 3 вызывает снижение напряжения пуска модели шагового двигателя и его энергопотребления, но одновременно уменьшается и его нагрузочная способность. Оптимальное соотношение может быть подобрано на мс 1 дели в зависимости от условий нагрузки реального двигателя.В варианте (фиг,2), изменяя конфигурацию и расположение частей 13 и 14 магнитопровода статора, укрепленных на подвижных стержнях 7 и 8, можно имитировать различные формы полюсов статора, изменяя тем самым магнитное поле в зазоре двигателя и его выходные параметры, формировать оптимальную геометрию магнитопровода1418807 13 статора в зависимости от требований, предъявляемых в каждом конкретном случае. Например, при расположении частей 3 и 17 (фиг.9) фиксирующий момент создается за счет неравномерности зазора между ротором 3 и частями (полюсами) 13 и 14 магнитопровода. При перемещении частей 13 и 14 полюсы их выступов 16 и 17 скользят по плоскостям концов сердечника 18. Изменение относительного перепада зазора вызывает изменение выходных параметров модели аналогично предыдущему примеру.И варианте (фиг.4 и 5) насыщенные малым магнитным потоком обмотки 5 перемычки 16 и 17 обладают бол.,шим магнитным сопротивлением и делят магнитопровод на два полюса. Двигатель управляется импульсами чередующейся полярности. Направление вращения ротора в случае круглого отверстия в магнитопроводе является неопределеннымеИзменение положения элементов магнитопровода статора осуществляетсяизменением количества, перестановкойстержней 7 и 8 в плоскости платы 6и по высоте, Перемещение стержней 7и 8 может быть автоматизировано спомощью установки их на подвижные части плоских линейных и линейно-поворотных приводов.Положительный эффект от использования моделш позволяет снизить расходы на изготовление макетных образцов разрабатываемых щаговых двигателей.Наглядность модели позволяет нс пользовать ее как учебное пособие. Формула изобретенияФизическая модель электрическоймашины, содержащая корпус, ротор и 15 статор с плоским магнитопроводом,стержнями для его установки и катушкой возбуждения, о т л и ч а ю щ а яс я тем, что, с целью расширенияобласти применения путем моделирова ния шаговых электродвигателей кварцевых часов, она снабжена платами, одна из которых закреплена на корпусе,а другая - с зазором параллельно ей,ротор размещен на первой плате, амагнитопровод выполнен по меньшеймере из двух частей, размещенных параллельно первой плате, при этомстержни закреплены одними концамина второй плате с воэможностью вер тикального и горизонтального перемещения, а на других концах стержнейзакреплены части магнитопровода.1418807 Составитель А.Мягков Техред И,Верес Корректор Л, Патаи актор Г,Гербе аз 4162/51 Подписи ектная, 4 улП роизводственно-полиграфическое предприятие, г. Тираж 70 ВНИИПИ Государств по делам изобр 3035, Москва, Жного комитета СССРений и открытийРаушская наб д,