SU803080A1 - Электродвигатель - Google Patents

Description

(54) ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ

1

Изобретение относитс  к области электрических машин и может быть использовано в электроприводах повышенной надежности , работаюш,их в услови х вакуума и высоких давлений, повышенных температур, в присутствии агрессивных сред и т. п.

Рационально использование двигател  в перемешивающих и вентил торных устройствах , в устройствах звукозаписи и медицинском оборудовании.

Известны электродвигатели 1, содержашие статор и ротор, соединенные упругой св зью с корпусом.

Недостаток этой конструкции состоит, во-первых, В.ТОМ, что ротор может совершать только колебательные, возвратно-поступательные движени , во-вторых, в наличии опоры в виде подшипника, что сужает функциональные возможности и обуславливает большие габариты двигател .

Известен также электродвигатель 2, содержащий статор с обмоткой, установленный в корпусе, ротор осесимметричной формы из ферромагнитного материала, установленный на центральном стержне, который укреплен одним концом на корпусе с возможностью упругого смещени .

Недостатками такой конструкции  вл ютс  значительна  масса двигател  и плохие ус .чови  пуска, что обусловлено, во-первых, неравномерностью воздушного зазора между статором и роторо.м, который эксцентрично смещен в рабочем положении. Такой неравномерный зазор приводит к увеличению намагничивающего тока и увеличению потерь в двигателе, а также к снижению момента двигател . Дл  получени  требуемого момента необходимого увеличивать размеры и массу двигател . Во-вторых, при симметричном положении ротора, относительно статора пуск двигател  затруднен.

Целью изобретени   вл ютс  снижение массы и улучшение условий пуска.

Это достигаетс  тем, что ротор выполнен

5 в виде диска, центральный стержень укреплен на корпусе посредством регулируемого упругого элемента, статор выполнен из двухчастей , установленных по обе стороны диска , причем на торцовых поверхност х статора (или ротора) выполнены скосы, образующие конусный воздушный зазор.

Claims (2)

1. Дл  улучшени  регулировочных свойств путем согласованной настройки упругих и магнитных сил. действующих на ротор. части статора могут быть выполнены в виде сердечников, установленных в корпусе равномерно по окружности и аксиально, каждый с возможностью аксиального перемещени , на сердечниках размещены обмотки, корпус выполнен из ферромагнитного материала и на нем выполнены фиксаторы сердечников. Упругий элемент выполнен в виде полого тела цилиндрической формы из упругого материала, один конец которого укреплен на центральном .стержне, а другой на корпусе с возможностью изменени  жесткости в аксиальном направлении. На фиг. 1 представлен продольный разрез двигател  с упругим элементом в виде эластичной втулки; на фиг. 2 - продольный разрез двигател  с упругим звеном в виде пружины; на фиг. 3 - электродвигатель с ротором, у которого выполнены скосы , и с упругим звеном в виде сильфона. Двигатель содержит разъемныР корпус 1, в котором укреплены части 2. 3 стагор  4. В корпусе 1 укреплен упругий элемент 5, который одним концом соединен с центральным стержнем 6. На стержне б жестко укреплен диск 7 ротора 8. К другому концу стержн  6 может быть подсоелинена на грузка . Торцовые поверхности 9 статора 4 (или ротора 8) могут быть выпо;1неи1л со скосами , образующими конусный во;.душный зазор .. Части 2 и 3 статора 4 .мс ут быть выполнены в виде сердечников iО, установленных в корпусе 1 равномерно по окружности и аксиально. На сердечниках 10 установлены об.мотки 11. Сердечники 0 имеют возможность аксиального перемещени  и фиксации фиксаторами 12. Корпус 1 при этом должен быть выполнен из ферромагнитного материала. Элемент 5 может быть выполнен в виде полого тела цилиндрической формы из упругого материала, например в виде резиновой втулки 13, пружины 14, сильфона 15, один конец элемента 5 укреплен на корпусе 1, а другой соединен с центральным стержнем 6. Установленный на корпусе 1 конец элемента 5 имеет возможность изменени  длины за счет поджати , например винтом 16 или другим способом, что позвол ет измен ть жесткость элемента 5. Работает электродвигатель следующим образом. В обмотки 11 подаетс  ток таким образом , что одновременно возбуждаютс  согласно включенные диаметрально противоположные обмотки 11, наход щиес  по разные стороны диска 7. Возникающее при этом магнитное поле замыкаетс  через сердечники 10 обомоток II, корпус 1 и диск 7. Под действием несимметричного магнитного т жени  диск 7 перекащиваетс , приближа сь к соответствующим верхнему и нижнему сердечникам 10. Стержень 6 наклон етс  на некоторый угол с, по отнощению к оси, как показано пунктиром на фиг. 1. При последовательном возбуждении соседних пар диаметральных верхних и нижних обмоток 11 диск 7 будет соверщать периодические несимметричные смещени  вдоль оси (кажда  точка диска 7 будет колебатьс  в противофазе по отнощению к диаметрально противоположной симметричной точке). При этом ось диска 7 и,соответственно,стержень 6 соверщают движение прецессирующего характера . Свободный конец стержн  6 описывает окружности и приводит во вращение механическую нагрузку, сопр женную с концом стержн  6. Дл  увеличени  силы магнитного т жени  на ротор 8 зазор между смещенным диском 7 и обращенными к нему торцами ближайщих сердечников 10 делаетс  равномерным за счет либо- скоса торцов сердечников 10 (фиг. 1 и 3) либо скоса краев диска 7 (фиг. 4). Величина угла скоса имеет пор док. Таким образом, двигатель развивает механическую энергию вращени  без использовани  подшипников и контактов. Однако по сравнению с прототипом, он во-первы-х, развивает больщий момент благодар  равномерному зазору между торцами сердечников 10 и диском 7 в рабоче .м положении. Во-вторых, за счет регулировани  жесткости упругого звена он допускает простое регулирование угла перекоса Д, и регулирование выходного момента и амплитуды кругового движени  свободного конца стержн  6,  вл ющихс  выходными параметрами двигател . В-третьих, в предлагаемом двигателе легко осуществл етс  запуск при любом начальном положении ротора 8 благодар  несимметричному магнитному т жению, создаваемому сердечниками 10 и обмотками И на статоре 4, Наиболее рациональный режим работы (без трени ) двигател  реализуетс  при отсутствии касани  диском 7 торцов сердечников 10 с сохранением минимально допустимого конструктивного зазора между ними . Такой режим обеспечиваетс  путем регулировани  жесткости элемента 5 и положени  сердечников 10. Регулирование и настройка могут осуществл тьс  во врем  работы двигател . Если двигатель работает с касанием диска 7 ротора 8 торцов стержней 10, целесообразно поместить на этих торцах тонкие антифрикционные прокладки (например фторопластовые). Возможно улучшение характеристик двигател  за счет использовани  резонансных эффектов, роль которых благодар наличию элемента 5 может быть значительной . Элемент 5 двигател  может быть выполнен в виде диафрагмы, на которой закрепл етс  диск 7 ротора 8, в виде набора пружин , прикрепл емых к различным точкам диска 7 ротора 8, эластичных прокладок между диском 7 и сердечниками 10, раст жек и т. п. Во всех случа х элементу 5 легко придать желаемую механическую характеристику . Возможна работа двигател  в шаговом режиме. Конструкци  (фиг. 1) с использованием в качестве упругого звена эластичной втулки 13 рациональна при нормальных услови х работы цвигател . Конструкци  (фиг. 3 и 4) с элементом 5 в виде пружины 14 или сильфона 15 рациональна при высоких или низких температурах , при работе в вакууме, в присутствии агрессивных сред и т. п. На статоре 4 двигател  может размещатьс  обмотка или посто нный магнит дл  унипол рного подмагничивани , а на роторе 8 посто нные магниты, намагниченные вдоль оси. Возможно использование многофазной плоской обмотки на статоре дл  создани  вращающегос  магнитного пол , взаимодействующего с диском 7 ротора 8. Поскольку ротор 8 двигател  не вращаетс  вокруг своей оси, иа нем могут быть установлены дополнительиые обмотки, питаемые через гибкие соединени , дл  увеличени  электромагнитных сил и момента. Предлагаемый электродвигатель позвол ет уменьшить массу за счет увеличени  момента , улучщить пусковые характеристики и услови  регулировани  момента на валу. Формула изобретени  1.Электродвигатель, содержащий статор с обмоткой, установленный в корпусе, ротор симметричной относительно оси формы из ферромагнитного материала, установленный на центральном стержне, который укреплен одним концом на корпусе с возможностью упругого смещени , отличающийс  тем, что, с целью уменьшени  массы и улучшени  условий пуска, ротор выполнен в виде диска, центральный стержень укреплен на корпусе посредством регулируемого упругого элемента, статор выполнен из двух частей, установленных по обе стороны диска, причем на торцовых поверхност х статора или ротора выполнены скосы, образующие конусный воздушный зазор. 2.Электродвигатель по п. I, отличающийс  тем, что части статора выполнены в виде сердечников, установленных аксиально в корпусе равномерно по окружности, каждый с возможностью аксиального перемещени , на сердечниках размещены обмотки, корпус выполнен из ферромагнитного материала и на нем выполнены фиксаторы сердечников . 3.Электродвигатель по пп. 1 и-2, отли-. чающийс  тем, что упругий элемент выполнен в виде полого тела цилиндрической формы из упругого материала, один конец которого укреплен на центральном стержне , а другой на корпусе с возможностью изменени  жесткости в аксиальном направлении . Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Патент США № 3571633, кл. 318-119, 1971.
2. 2.Авторское свидетельство СССР № 678597, кл. Н 02 К 5/16, 1979, (прототип ) .