Вентильный электродвигатель

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК САНИЕ И ЕТЕН 6 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(54) ВЕНТИЛЬНЫИ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ (57) Изобретение относится к электротехнике. в частности к вентильным элекродвигателям с постоянными магнитами, Целью изобретения является повышение технолоИзобретение относится к электротехнике, а именно к вентильным электродвигателям с постоянными магнитами (ВЭД),Целью изобретения является повышение технологичности электродвигателя.На фиг,1 а,б приведена конструкция одной магнитной системы статора (две проекции); на фиг.2 а,б - конструкция ротора (две проекции); на фиг,3 - статор; на фиг,4 - графики распределения МДС полюсов в функции угла по расточке статора О, где РА 1 - МДС фазы А полюсов второй части статора; Е А 2 - МДС, фазы А полюсов второй части статора; А,В - МДС образованная суммарным взаимодействием МДС фаз А и В полюсов первой и второй частей статора.Представленный вариант ВЭД выполнен торцовым двухполюсным, однако возможно произвольное число полюсов ротора, при этом на каждую пару полюсов ротора Ю 1644312 А 1(51)5 Н 02 К 29/06, 21/00 гичности электродвигателя. Статор с явно выраженными полюсами с трехфазной обмоткой содержит две части 1 и 2 полюсов, площади полюсов статора равны площадям полюсов ротора, полюса каждой из фаз статора смещены один относительно другого на одно полюсное деление ротора. При этом. магнитопровод 3 статора выполнен из трех частей, разделенных немагнитным зазором, и на каждой части размещены полюса одной из фаз, ротор также состоит из двух частей, расположенных на двух магнитопроводах таким образом, что магниты, расположенные на одном полюсном делении, имеют одинаковую намагниченность и размещены на одном магнитопроводе. Изобретение может быть использовано при создании электродвигателей для бытовой техники. 4 ил. будет приходиться по три полюса первой итри полюса второй частей статора с соответствующими катушками фаз,ВЭД содержит статор и ротор, Статор состоит из трех магнитных систем (фиг,1), каждая из которых содержит полюс 1 первой части статора, полюс 2 второй части статора и магйитопровод 3, На полюсах обеих частей оазмещена фазная обмотка 4. Указанные магнитные системы установлены относительно друг друга с немагнитопроводящими зазорами (не показаны) таким образом, что полюса одной фазы смещены относительно друг друга на угол, равный одному полюсному делению ротора, Ротор (фиг.2) состоит из магнитов, образующих полюса 5 первой части и полюса 6 второй части и расположенных соответственно на первой 1 и второй 8 частях магнитопроеодов рото 1644312ра, Указанные части разделены немагнитопроводящим зазором 9.Работает ВЭД следующим образом,Рассмотрим процессы, происходящие вВЭД на межкоммутационном интервале,когда через инвертор к источнику питанияподключены какие-либо две фазы ВЭД, например А и В (данный способ подключенияВЭД является наиболее распространеннымв настоящее время, при этом может бытьиспользован любой инвертор полумостового или мостового типа), Для упрощения изложения рассмотрим поочередноизменение МДС фаэ А и В первой и второйчастей статора функцией от угла Опорасточке статора. Как было указано выше,знаком О обозначены силовые линии магнитного поля, образован ного током в катушках полюсов первой, а знаком 7 - второйчастей статора,При протекании тока по катушкам фазыА (фиг,З) силовые линии магнитного поля(обозначены знакомО) выходят с поверхности полюса первой части статора, входят впервую часть 7 магнитопровода ротора(фиг.2), распределяются по последнему ивходят в полюса фаз В и С первой части2 лстатора на угле от 3 до 2 л. Прохождению потока во вторую часть статора препятствует немагнитопроводящий зазор 9(фиг.2), Поток, зашедший в полюс фазы Спервой части статора, проходит по магнитопроводу и его силовые линии выходят изЛполюса фазы С на угле от - до лвторой части статора и заходят во вторую часть8 магнитопровода ротора (фиг.2), Поток, зашедший в полюс фазы В первой части статора, проходит по магнитопроводу и егосиловые линии выходят из полюса фазы ВЛ.второй части статора на угле от 3 до5- л и заходят также во вторую часть маг 3нитопровода ротора, Там данный суммарный поток объединяется, выходит из второйчасти магнитопровода ротора и входит вполюс фазы А второй части статора на угле5от Ж до - л, далее проходит по магнито 3проводу полюсов фазы А, где и соединяютсяначала и концы силовых линий магнитногопотока, образованного МДС катушки фазыА. Силовые линии магнитного поля. образованного МДС катушкифазы А и входящие вполюс второй части статора фазы А (обозначены знаком Р), проходят аналогичный путьи поэтому подробно не описываются.5 101520 На фиг,4 а показано распределение МДС по первой части статора, образованной полюсом первой части статора с катушкой фазы А - Ед 1. На фиг.4 б показано распределение МДС по второй части статора, образованной полюсом второй части статора с катушкой А - ЕА 2. Суммарная МДС полюсов обеих частей статора фазы А ЕА+ЕА 2 представлена на фиг.4 в как функция угла поворота 0 по расточке статора, Форму этой кривой можно наглядно проследить на фиг.З, двигаясь по часовой стрелке.2 лВ зоне от 0 до 3 все силовые линии магнитного потока выходят из полюсов первой и второй частей статора, МДС максималь 2 лна, В зоне от 3 до л силовые линии входят в полюс первой части и выходят изполюса второй части статора, суммарныйпоток равен нулю, и суммарная МДС этих5частей равна нулю, В зоне от л до - л все3силовые линии магнитного поля входят вполюса первой и второй частей статора и суммарная МДС в этой зоне максимальна и имеет противоположную полярность, В зоне от - л до 2 л (О) силовые линии маг 5330 нитного поля входят в полюс второй части ивыходят иэ полюса первой части статора.Суммарный поток в этой зоне равен нулю и МДС соответственно также равна нулю.Если теперь ток протекает по фазе В, 35 причем подключенный встречно рассмотренной выше фазе А, то очевидно, что распределение МДС фазы В вдоль расточки статора будет аналогично распределению МДС фазы А, представленной на фиг,4 а и б, 40 но только кривые МДС фазы В будут инвер 2 лсны и смещены на угол 3 относительно кривых МДС фазы А, Отсюда результирующая кривая МДС, образованная фазой В, 45 представляющая собой суммарную МДСполюсов первой и второй частей статора Ев 1+ Ев 2, будет также инверсна и смещена2 лна 3 относительно кривой Ед 1+ Ед 2, пред ставленной на фиг.4 в, Кривая Ев 1+ Ев 2 представлена на фиг.4 г, Суммарная МДС между полюсами первой и второй частей статора, образованная током, протекающим по фазам А и В, равна сумме МДС Ед 1+Едг фиг.4 в 55 и Ев 1+ Ев 2 фиг.4 г и соответствует кривойЕд,в, представленной на фиг.4 д (при суммировании МДС считаем, что электродвигатель ненасыщен).Разложив кривую МДС Ед,в в рядФурье на одном периоде по расточке стато 1644312ра и ограничившись первыми четырьмя членами разложения, получимГА,н в= 1,910 В 3 п О+ 0+ О+ О, (1) где В - амплитудная величина кривых МДС ГА 1+Гдг и ГВ 1+ГВ 2 (фиг,4 в, г).Из (1) видно, что высшие пространственные гармоники порядка2, 3, 4 в кривой МДС (Р;Г А Б ) Дотсутствуют. Кривая МДС ВЭД будет иметь ту же форму на любом другом межкоммутационном промежутке, при любых других подключениях фаз ВЭД, соединенных в звезду, через инвертор к источнику питания. По сравнению с известным ВЭД имеет более высокую технологичность изготовления за счет упрощения изготовления ротора и возможности намагничивания магнитов после сборки ротора, а также за счет возможности использования стандартных кольцевых магнитов, исключения процессов резания магнитов, использования стандартных индукторов для намагничивания. При этом не снижаются энергетические показатели В ЭД, так как в нем, как в известном, отсутствуют значительные по величине высшие пространственные гармоники МДС реакции якоря.Формула изобретения Вентильный электродвигатель, содержащий статор с трехфазной обмоткой якоря, расположенной на полюсах, и ротор с;.полюсами, образованными постоянными магнитами чередующейся полярности, расположенными на магнитопроводе, полюса 5 статора и ротора состоят из двух частей,смещенных в направлении активной длины электродвигателя, в которых площади полюсов статора и площади полюсов ротора соответственно равны, при этом полюса 10 каждой из фаз обеих частей статора смещены один относительно другого на угол, равный одному полюсному делению ротора, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения технологичности, статор выпол нен из трех магнитных систем, разделенных немагнитопроводящими зазорами, а магнитопровод ротора выполнен из двух концентрических частей, также разделенных кольцевым немагнитопроводящим за зором, каждая магнитная система статорасодержит магнитопровод с расположенными на нем полюсами обеих частей статора одной фазы, а магниты обеих частей полюсов ротора, расположен ные на одном полюсном делении, имеютодинаковое направление намагниченности и размещены соответственно на указанных частях магнитопровода ротора.1644312 г.4 Редактор Т. Курко рректо лий ул, Гагарина, 101 роизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Уж каз 146 ВНИИ Составитель А. СантаТехред М.Моргентал Тираж 336 Государственного комитета по изобретен 113035, Москва, Ж, РаушскаПодписное м и открытиям при ГКНТ СССР аб 4/5