PL70107Y1 - Silnik bezszczotkowy z czujnikami optycznymi - Google Patents

Abstract

Bezszczotkowy silnik z czujnikami optycznymi, zawierający wirnik, wewnątrz którego zamocowano magnesy trwałe, stojan z trójpasmowym uzwojeniem, osadzonym w obudowie oraz co najmniej trzy czujniki położenia wirnika względem stojana, charakteryzuje się tym, że czujniki położenia (4) przymocowane są do pokrywy (8) silnika.

Description

Opis wzoru

Przedmiotem wzoru użytkowego jest bezszczotkowy silnik z czujnikami optycznymi, zasilany prądem stałym. Główną zaletą silników bezszczotkowych, w porównaniu z silnikami szczotkowymi, jest dużo wyższa trwałość i niezawodność wynikająca z wyeliminowania z konstrukcji silnika szczotek, będących najczęstszą przyczyną awarii oraz najszybciej zużywającym się elementem mechanicznym silnika. Eliminacja szczotek zapewnia cichszą pracę silnika oraz wyższą sprawność energetyczną. Dodatkowo konstrukcja takich silników umożliwia zastosowanie szczelniejszych obudów, gdyż ciepło z cewek może być odprowadzane bezpośrednio poprzez obudowę, co eliminuje konieczność zapewnienia cyrkulacji powietrza. Kolejną zaletą silników bezszczotkowych jest możliwość kontroli prędkości obrotowej prawie niezależnie od momentu silnika. Główną wadą silników bezszczotkowych jest wyższy koszt ich zastosowania. Wynika on z konieczności zastosowania specjalnych sterowników elektronicznych.

Znane są bezszczotkowe silniki prądu stałego, które wyposażone są w czujniki położenia wirnika względem stojana. Najczęściej stosuje się czujniki Halla lub optyczne czujniki szczelinowe takie jak transoptory. Czujniki Halla reagują na pole magnetyczne wirnika lub pole magnetyczne dodatkowego magnesu umieszczonego na wale silnika zaś optyczne czujniki odbiciowe wymagają precyzyjnego ustawienia tarczy przysłaniającej szczelinę co dotychczas jest możliwe jedynie w przypadku zatrzymanego silnika. Wadą dotychczasowych rozwiązań jest duża wrażliwość na pole magnetyczne pochodzące od prądu płynącego w uzwojeniu silnika lub trudny i pracochłonny proces ustalania położenia tarczy względem czujników. W przypadku dużych wartości prądów w uzwojeniach silnika, na przykład przy nawrocie silnika, czujniki Halla mogą generować dodatkowe impulsy zakłócające pracę sterownika silnika bezszczotkowego. Znane są przypadki zniszczenia sterownika silnika wskutek powstania dodatkowych impulsów w czujnikach Halla. W przypadku zastosowania optycznych czujników szczelinowych niedogodnością jest długi proces ustalania właściwego ich położenia względem tarczy przysłaniającej.

Znany jest z publikacji P.381667 bezszczotkowy silnik prądu stałego zawierający wirnik, na którym naklejono magnesy trwałe, stojan z trójpasmowym uzwojeniem osadzonym w obudowie oraz czujniki położenia wirnika względem stojana. Czujniki położenia mają postać transoptorów szczelinowych, zainstalowanych na płytce drukowanej przymocowanej do tarczy łożyskowej. Ze szczelinami transoptorów współpracują wygięte kołowo-walcowe występy obrotowej tarczy osadzonej na wale. Czujniki położenia osłonięte są od otoczenia pokrywą. Przy takim rozwiązaniu niedogodnością jest brak możliwości ustawiania czujników położenia wirnika względem stojana podczas pracy silnika, co znacznie wydłuża czas optymalnego ustawienia.

Bezszczotkowy silnik z czujnikami optycznymi zawierający wirnik, wewnątrz którego zamocowane są magnesy trwałe, stojan z trójpasmowym uzwojeniem osadzonym w obudowie oraz co najmniej trzy czujniki położenia wirnika względem stojana przymocowane do pokrywy silnika, według wzoru użytkowego charakteryzuje się tym, że pokrywa wraz z czujnikami jest osadzona obrotowo na obudowie silnika, a jej położenie względem obudowy jest stabilizowane podkładkami współpracującymi z rowkiem wykonanym w pokrywie.

Takie rozwiązanie konstrukcyjne pozwala na optymalne ustawienie pozycji pokrywy wraz z czujnikami położenia wirnika względem stojana podczas pracy silnika. Dzięki temu uzyskano możliwość zmiany położenia czujników w trakcie ruchu silnika, co pozwala na łatwe i szybkie ustalenia właściwego położenia niezbędnego do prawidłowej pracy tego typu silnika. W trakcie sprawdzania i ustalania położenia czujników można łatwo przekręcać je wraz z pokrywą o dowolny kąt i ustalić najlepsze ich położenie.

Przedmiot wzoru użytkowego został pokazany na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia przekrój silnika, fig. 2 - widok pokrywy osłaniającej czujniki położenia oraz widok tarczy z występami, fig. 3 -schemat mocowania pokrywy do obudowy silnika, fig. 4 - widok złożonego silnika, a fig. 5 - szczegół „A” z fig. 4.

Bezszczotkowy silnik prądu stałego zbudowany jest ze stojana 1 z trójpasmowym uzwojeniem oraz z wirnika 2, wewnątrz którego umieszczone są magnesy trwałe 3. Elementy te osadzone są w obudowie 6 silnika wyposażonej w tarczę łożyskową 7. Pokrywa 8 przymocowana jest do obudowy 6 za pomocą podkładek dociskowych 9, dopasowanych kształtem do rowka 10 pokrywy. Do pokrywy 8 przymocowane są trzy czujniki 4 położenia wirnika względem stojana w postaci transoptorów szczelinowych. Na wale wirnika 2 osadzona jest tarcza 5, której występy współpracują ze szczelinami transoptorów podczas pracy silnika. Sygnały z transoptorów stanowią informację o położeniu wirnik a 2 względem stojana 1.

Ustawienia położenia pokrywy 8 wraz z transoptorami dokonuje się przy włączonym zasilaniu silnika i obserwacji amperomierza wskazującego wartości pobieranego prądu. Następnie, po poluzowaniu podkładek dociskowych 9, poprzez obrót pokrywy 8, zmienia się jej położenie tak, aby uzyskać optymalne położenie czujników 4 względem tarczy 5 osadzonej na wale wirnika 2, przejawiające się najmniejszym pobieranym prądem przez silnik. Po znalezieniu najlepszego położenia pokrywy 8, stabilizuje się jej pozycję względem obudowy 6 poprzez dokręcenie śrub mocujących podkładki dociskowe 9.

Claims (2)

1. Zastrzeżenie ochronne
2. 1. Bezszczotkowy silnik z czujnikami optycznymi zawierający wirnik, wewnątrz którego zamocowane są magnesy trwałe, stojan z trójpasmowym uzwojeniem osadzonym w obudowie oraz co najmniej trzy czujniki położenia wirnika względem stojana przymocowane do pokrywy silnika, znamienny tym, że pokrywa (8) wraz z czujnikami (4) jest osadzona obrotowo na obudowie (6) silnika, a jej położenie względem obudowy jest stabilizowane podkładkami (9) współpracującymi z rowkiem (10).