Основное достоинство дисковых моторов состоит в том, что они являются компактными и плоскими. Самая меньшая модель требует всего лишь 36,5 мм пространства.
Дисковые моторы постоянного тока серии GDM
На дисковых моторах постоянного тока используются постоянные магниты, роторы без стали и цилиндирической формы коллекторы, что означает низкую инерцию и высокую динамику во всем диапазоне скоростей.
Дисковые бесщеточные моторы серии DSM
Там, где моторы постоянного тока не подходят (с их коллекторами и угольными щетками), бесщеточные дисковые моторы являются превосходным решением. В корпус мотора может встраиваться дополнительный электрический контроль, требуемый для различных специальных приложений.
GDM 75 – 12 – дисковые моторы постоянного тока
|
|
GDM 75-12 Технические данные
| GDM 75 Z | GDM 80 F | | GDM 9 K | GDM 10 F | GDM 10 N | GDM 12 Z | GDM 12 N | |
| PN [Вт] | 16 | 44 | 71 | 32 | 100 | 142 | 72 | 147 |
| nM [мин-1] | 3000 | 4200 | 2700 | 3000 | 4800 | 30900 | 3000 | 2000 |
| J [кгсм2] | 0.5 | 0.7 | 0.7 | 0.6 | 1.2 | 1.2 | 2.1 | 2.7 |
| m0 [Нсм] | 0,05 | 0,10 | 0,25 | 0,10 | 0,20 | 0,45 | 0,23 | 0,70 |
| GDM 75 Z | GDM 80 F | GDM 80 N | GDM 9 K | GDM 10 F | GDM 10 N | GDM 12 Z | GDM 12 N | |
| PN [hp] | 0.02 | 0.06 | 0.10 | 0.04 | 0.13 | 0.19 | 0.10 | 0.20 |
| nM [min-1] | 3000 | 4200 | 2700 | 3000 | 4800 | 30900 | 3000 | 2000 |
| J [lb in2] | 0.17 | 0.24 | 0.24 | 0.21 | 0.41 | 0.41 | 0.72 | 0.92 |
| m0 [lbf ft] | 0.04 | 0.07 | 0.18 | 0.07 | 0.15 | 0.33 | 0.17 | 0.52 |
Возможны измененияТехнические данные для непрерывной работы при темперауре окружающей среды 25 С и с достаточно большой охлаждающей поверхностью. Класс изоляции F, степень защиты IP44. Другие данные и степень защиты доступны по запросу. Все моторы так же доступны с тахогенератором, импульсным энкодером, удерживающими тормозами, редуктором
Размеры GDM 75 – 12
GDM 100 – 250 – дисковые моторы постоянного тока
|
|
| |
GDM 100 – 250 Технические данные
| GDM100 N | GDM 100 N2 | GDM 120 F | GDM 120 N | GDM 120 N2 | GDM140 | GDM160 | GDM 180 N | GDM 180 N2 | GDM 250/2 | GDM 250/3 | GDM 250/4 | |
| PN [Вт] | 185 | 250 | 146 | 350 | 550 | 470 | 790 | 1000 | 1400 | 2200 | 3100 | 4500 |
| nM [мин-1] | 3200 | 4000 | 4000 | 3000 | 3500 | 3000 | 3000 | 3000 | 3000 | 3000 | 3000 | |
| J [кгсм2] | 1.6 | 1.6 | 2.6 | 3.6 | 3.6 | 5 | 9 | 18 | 18 | 90 | 90 | 110 |
| m0 [Нсм] | 0.55 | 0.60 | 0.35 | 1.1 | 1.5 | 1.5 | 2.5 | 3.2 | 4.5 | 7.0 | 10.0 | 14.5 |
| GDM100 N | GDM 100 N2 | GDM 120 F | | GDM 120 N2 | GDM140 | GDM160 | GDM 180 N | GDM 180 N2 | GDM 250/2 | GDM 250/3 | GDM 250/4 | |
| PN [hp] | 0,25 | 0,34 | 0,20 | 0,47 | 0,76 | 0,6 | 1,1 | 1,3 | 1,9 | 3,0 | 4,2 | 6,0 |
| nM [min-1] | 3200 | 4000 | 4000 | 3000 | 3500 | 3000 | 3000 | 3000 | 3000 | 3000 | 3000 | 3000 |
| J [lb in2] ] | 0.55 | 0.55 | 0.89 | 1.23 | 1.23 | 2 | 3 | 6 | 6 | 31 | 31 | 38 |
| m0 [lbf ft] | 0.41 | 0.44 | 0.26 | 0.81 | 1.11 | 1.11 | 1.8 | 2.4 | 3.3 | 5.2 | 7.4 | 10.7 |
Возможны измененияТехнические данные для непрерывной работы при темперауре окружающей среды 25 С и с достаточно большой охлаждающей поверхностью. Класс изоляции F, степень защиты IP44. Другие данные и степень защиты доступны по запросу. Все моторы так же доступны с тахогенератором, импульсным энкодером, удерживающими тормозами, редуктором
Размеры GDM 100 – 250
DSM 115 – 190 – Бесщеточные дисковые моторы
Бесщеточные дисковые моторы производятся в соответствии с 2-мя различными принципами:
Для низшего диапазона мощности (серия DSM 115) принцип дискового мотора постоянного тока является обратным. Обмотка без стального сердечника размещена на статоре, а магниты расположены в роторе.
Для более высокого диапазона мощностей (серия DSM 117 – 190) обмотка статора вложена в наклонные пазы. За счет малой магнитной щели кэффициент потери мощности ниже.
DSM 115 – 190 Технические данные
| DSM 115N/I 1) | DSM 115N2) | DSM 117N | DSM 130N | DSM 150N | DSM 170N | DSM 190N | DSM 190N2/L | |
| PN [Вт] | 205 | 410 | 470 | 1400 | 2260 | 3000 | 4500 | 6300 |
| nM [мин-1] | 3000 | 3000 | 3000 | 3000 | 3000 | 3000 | 3000 | 1000 |
| J [кгсм2] | 10 | 10 | 10 | 18 | 40 | 60 | 90 | 120 |
| m0 [Нсм] | 0,65 | 1,3 | 1,5 | 4,5 | 7,2 | 9,6 | 14,4 | 60,0 |
| DSM 115N/I 1) | DSM 115N2) | DSM 117N | DSM 130N | DSM 150N | DSM 170N | DSM 190N | DSM 190N2/L | |
| PN [hp] | 0,3 | 0,5 | 0,6 | 1,9 | 3,0 | 4,0 | 6,0 | 8,4 |
| nM [min-1] | 3000 | 3000 | 3000 | 3000 | 3000 | 3000 | 3000 | 1000 |
| J [lb in2] ] | 3,4 | 3,4 | 3,4 | 6,2 | 13,7 | 20,5 | 30,8 | 41,0 |
| m0 [lbf ft] | 0,5 | 1,0 | 1,1 | 3,3 | 5,3 | 7,1 | 10,5 | 44,3 |
1) дисковый мотор с ротором без стали с интегрированной электроникой2) ротор без сталиВозможны изменения
Размеры DSM 115 – 190
rentamatic.ru
Изобретение относится к области машиностроения, а именно к роторным двигателям, используемым в транспортных средствах, а также других силовых агрегатах, и направлено на повышение его мощности, КПД, и экономичности. Он содержит корпус, рабочее колесо, выполненное в виде диска, на ободке которого выполнены два соосных с колесом обособленных блока: первый блок - всасывания и сжатия, второй блок - расширения и выпуска, заслонки-лопатки по четыре на каждый блок и четыре камеры сгорания с установленными в них свечами зажигания. При этом камеры сгорания, общие для блоков, выполненных за одно целое с колесом и валом. В корпусе расположены рабочие полости, по две на каждый блок, постоянно открытые впускные и выпускные окна и продувочные каналы. В другом варианте двигатель дополнительно снабжен блоком расширения и выпуска, при этом блок всасывания и сжатия расположен между блоками расширения и выпуска. В третьем варианте он снабжен двумя камерами сгорания и рабочими полостями по одной на каждый блок. 2 з.п. ф-лы, 6 ил.
Изобретение относится к области машиностроения, а именно к роторному двигателю внутреннего сгорания, используемого в транспортных средствах и других силовых агрегатах.
Известен роторно-поршневой двигатель (см. журнал "За рулем", N 12, 1990 г), содержащий корпус, треугольный ротор, эксцентриковый вал и шестерни, размещенный внутри ротора. Недостатком известного двигателя является сложность конструкции. Внутренний контур корпуса выполнен в виде сложной кривой-эпитрохоиды, по которой осуществляется вращательное движение ротора, а также выполнение вала эксцентричным. Известен также роторный двигатель внутреннего сгорания (см. патент США N 2583633, кл. F 01 C 1/34, 1949), включающий корпус, рабочее колесо, на ободке которого выполнены два соосных колесу обособленных блока: первый блок всасывания и сжатия, второй блок расширения и выпуска, заслонки-лопатки и камеры сгорания с установленными в них свечами зажигания (прототип). Недостатком его является неудачная клапанно-ступенчатая конструкция камер сгорания и соединение блоков с коаксиальными каналами, что приводит к потере значительной части горючей смеси в каналах и ухудшает работоспособность двигателя, увеличивает габаритные размеры. Задачей настоящего изобретения является устранение указанных недостатков. Технический результат достигается описываемым дисковым двигателем, содержащим корпус, рабочее колесо, на ободке которого выполнены два соосных колесу обособленных блока: первый блок всасывания и сжатия, второй блок расширения и выпуска, заслонки-лопатки и камеры сгорания с установленными в них свечами зажигания. Новым является то, что он содержит четыре камеры сгорания общие для блоков, выполненных за одно целое с колесом и валом, при этом колесо имеет форму диска, в корпусе расположены рабочие полости, постоянно открытые впускные и выпускные окна и продувочные каналы, заслонок-лопаток выполнено по четыре на каждый блок, а рабочих полостей - по две на каждый блок. Кроме того, в одном из вариантов (фиг. 5) дисковый двигатель дополнительно снабжен блоком расширения и выпуска, при этом блок всасывания и сжатия расположен между блоками расширения и выпуска. Отличием другого варианта (фиг. 6) является то, что здесь дисковый двигатель дополнительно снабжен двумя камерами сгорания и рабочими полостями по одной на каждый блок. Вышеприведенные отличительные признаки предложения, по нашему мнению, удовлетворяют критерию "существенные отличия" изобретения, поскольку на дату подачи заявки в технической литературе, а также патентной документации аналогичные технические решения не обнаружены, а его отличительные признаки не идентичны и не эквивалентны в сравнении со сходными признаками известных двигателей. Технический результат достигается тем, то в предлагаемом двигателе есть ряд существенных оригинальных новшеств и целесообразных технических решений, а именно, у дискового двигателя гибкая и компактная конструкция, где блок всасывания и сжатия, блок расширения и выпуска, камер сгорания и заслонки-лопатки скомпанованы в одном рабочем колесе в форме диска. Это уменьшает габаритные размеры и массу двигателя. Ободок рабочего колеса позволяет расположить камеры сгорания на блоках так, как целесообразно для надежной работы двигателя. Двигатель имеет каналы для продувки камер сгорания после каждого выпуска отработанных газов. Конструкция позволяет установить начало продувки в стадии разработки, а после продувки каналы автоматически закрываются ободком колеса. Продувка улучшит заполнение рабочей полости чистым горючим зарядом и способствует более полному сгоранию. Рабочие полости, расположенные в теле корпуса, просты в изготовлении и отличаются более плавными очертаниями внутреннего контура корпуса в начале и конце рабочих полостей. Конструкция дискового двигателя позволяет, увеличив объем рабочих полостей второго блока по сравнению с объемами рабочих полостей первого блока, довести давление в конце процесса расширения до атмосферного и уменьшить температуру. На фиг. 1 изображен продольный разрез дискового двигателя по В-В фиг. 3. На фиг. 2 - продольный разрез рабочего колеса по В-В фиг. 3. На фиг. 3 - поперечный разрез первого блока двигателя по А-А фиг. 1. На фиг. 4 - поперечный разрез первого блока двигателя по Б-Б фиг. 1. На фиг. 5 - продольный разрез дискового двигателя с дополнительно снабженным блоком расширения и выпуска, где первый блок всасывания и сжатия расположен между двумя блоками расширения и выпуска (вариант). На фиг. 6 - поперечный разрез второго блока дискового двигателя, дополнительно снабженного двумя камерами сгорания и по одной на каждый блок рабочими полостями (вариант). Дисковый двигатель содержит корпус 1 и размещенное внутри него рабочее колесо 2 (см. фиг. 1), выполненное в виде диска. На ободке рабочего колеса 2 выполнены два соосных колесу обособленных блока (см. фиг. 2): первый блок 3 всасывания и сжатия, второй блок 4 расширения и выпуска. Упомянутые блоки 3 и 4 между собой соединены с четырьмя камерами сгорания 5, удаленными друг от друга на 90 градусов по верхнему кругу колеса 2 (см. фиг. 3). В центре рабочего колеса установлен вал 6. Рабочее колесо 2, блоки 3 и 4, а также вал 6 выполнены за одно целое. В каждом блоке, между корпусом и рабочим колесом /в теле корпуса/, имеются по две рабочие полости 7 (фиг. 3, 4) в виде сегмента и расположены в противоположных точках внутреннего круга корпуса. Каждая полость 7 занимает одну четвертую часть этого круга (90 градусов). По блокам рабочие полости расположены ассиметрично (см. фиг. 3 и 4). В корпусе первого блока (см. фиг. 3) в самом начале рабочей полости (рабочих полостях 7) расположены постоянно открытые впускные окна 8 и продувные каналы 9 для продувки камеры сгорания после каждого выпуска перед началом впуска. В корпусе второго блока (фиг. 4) в конце рабочих полостей 7 выполнены постоянно открытые выпускные окна 10 и установлены свечи зажигания 11. Радиальное расстояние AB (фиг. 1 и 3) между двумя плоскостями корпуса блоков одинаковые по всему кругу и равны высоте сквозной возвратно-поступательной заслонке-лопатке 12. Поэтому заслонки-лопатки постоянно прижаты к рабочей поверхности корпуса. Заслонки-лопатки 12 имеются в каждом блоке по четыре штуки. При этом в первом блоке заслонки-лопатки 12 расположены за камерой сгорания (см. фиг. 3) по ходу движения рабочего колеса по часовой стрелке, а во втором блоке - впереди камеры сгорания (см. фиг. 4). Описанная конструкция относится к дисковому двигателю, когда он снабжен двумя блоками, с четырьмя камерами сгорания и двумя рабочими полостями на каждый блок. Конструкция двигателя допускает использование и трех блоков (см. фиг. 5), т.е. снабдив двигатель дополнительным блоком 4 расширения и выпуска, при этом блок 3 всасывания и сжатия расположен между двумя блоками 4 расширения и выпуска. В другом варианте (см. фиг. 6) дисковый двигатель дополнительно снабжен двумя камерами сгорания 5 и рабочими полостями 7 по одной на каждый блок. Дисковый двигатель работает следующим образом. По мере вращения рабочего колеса 2 (см. фиг. 2 и 3) /по часовой стрелке/, как только очередная заслонка-лопатка 12 достигнет правой кромки впускного окна 8 первого блока 3, с одной стороны заслонки-лопатки начинается всасывание, а с другой стороны - сжатие. Эти процессы происходят одновременно в каждой из двух рабочих полостей 7 (фиг. 3). Когда рабочее колесо с валом совершат одну четверть оборота (90o), к впускному окну 8 подходит следующая заслонка-лопатка 12 и процесс повторяется. Когда завершается сжатие, камера сгорания 5 (фиг. 3) закрывается кромкой корпуса и уплотнителями заслонки-лопатки 12. Какое-то время камеры сгорания 5 остаются закрытыми и со стороны второго блока. Когда очередная заслонка-лопатка 12 (см. фиг. 4) во втором блоке перешагнет зоны свечи зажигания, свеча зажигания 11 воспламенит сжатый заряд горючей смеси. В рабочих полостях 7 второго блока начинаются расширение и выпуск, с одной стороны заслонки-лопатки 12 расширение, с другой стороны - выпуск. Давление расширяющихся газов на заслонке-лопатке одновременно в двух рабочих полостях 7, т.е. в двух противоположных точках колеса, создают парную вращательную силу. Продолжительность расширения составляет 90 градусов поворота рабочего колеса. Затем все процессы будут последовательно повторяться. За один оборот колеса совершится восемь рабочих ходов. Описанная конструкция относится к двигателю, когда он снабжен двумя блоками. В дисковом двигателе с тремя блоками (фиг. 5) первый блок 3 всасывания и сжатия расположен между двумя блоками 4 расширения и выпуска. Поэтому рабочие ходы (расширения) в процессе работы двигателя будут происходить одновременно в четырех точках, и за один оборот колеса совершится шестнадцать рабочих ходов. Такой двигатель будет мощнее и более уравновешенным. В дисковом двигателе с шестью камерами сгорания 5 (см. фиг. 6) и тремя рабочими полостями 7 процесс расширения и выпуска происходит одновременно в трех точках рабочего колеса отдаленных друг от друга на 120 градусов, а продолжительность расширения составляет 60 градусов поворота рабочего колеса. За один оборот колеса совершится восемнадцать рабочих ходов. Технико-экономическое преимущество изобретения заключается в следующем. У него достаточно жесткая и компактная конструкция, что гарантирует равномерную работу и значительно уменьшает габаритные размеры и массу двигателя. Наиболее важным преимуществом являются надежные, компактные и технологичные камеры сгорания, удобно соединяющие два блока, практически без потерь горючей смеси. Устройство продувки камер сгорания, улучшающее полноту сгорания, обеспечивает надежную работу двигателя. Вышеперечисленные положительные качества обеспечивают двигателю повышенную мощность, коэффициент полезного действия, экономичность и экологичность.Формула изобретения
1. Дисковый двигатель, содержащий корпус, рабочее колесо, на ободке которого выполнены два соосных с колесом обособленных блока: первый блок-всасывания и сжатия, второй блок-расширения и выпуска, заслонки-лопатки и камеры сгорания с установленными в нем свечами зажигания, отличающийся тем, что он содержит четыре камеры сгорания, общие для блоков, выполненных за одно целое с колесом и валом, при этом колесо имеет форму диска, в корпусе расположены рабочие полости, постоянно открытые впускные и выпускные окна и продувочные каналы, заслонок-лопаток выполнено по четыре на каждый блок, а рабочих полостей - по две на каждый блок. 2. Двигатель по п. 1, отличающийся тем, что он дополнительно снабжен блоком расширения и выпуска, при этом блок всасывания и сжатия расположен между блоками расширения и выпуска. 3. Двигатель по п. 1, отличающийся тем, что он дополнительно снабжен двумя камерами сгорания и рабочими полостями, по одной на каждый блок.РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6www.findpatent.ru
Применение дисковых бесконтактных генераторов и двигателей с постоянными магнитами на роторе, обусловлено их более высокими удельными энергетическими и массогабаритными показателями, улучшенными динамическими характеристиками. Дисковые машины целесообразно использовать в тех механизмах в которых существуют ограничения по массогабаритным показателям.
Конструкция дисковых бесконтактных машин с постоянными магнитами имеет ряд существенных преимуществ:
Электронный коммутатор допускает реализацию любого закона управления и любую нагрузочную характеристику и соединения с центральными системами и компьютерами. По требованию заказчика двигатели могут поставляться со встроенным редуктором и тормозом, а также для работы в вертикальном положении.
Дисковые вентильные электродвигатели серии ДСД (Дисковые Синхронные Двигатели) предназначены для работы в составе регулируемых и нерегулируемых низко– и высокооборотных приводов. Двигатели могут применяться в вентиляционных и насосных системах и станках, роботах, автоматических технологических линиях, транспортных средствах, судах, сельскохозяйственных и строительных машинах, медицинской и бытовой аппаратуре и т.д.
Дисковый вентильный электропривод выполняется на базе электродвигателя серии ДСД со встроенным датчиком положения ротора, температуры и микропроцессором, выполненными на напряжение питания в соответствии с условиями эксплуатации.
В таблице приведены параметры где видно ,что у предлагаемых двигателей типа ДВД удельный момент (Нм/кг) в два раза выше чем у цилиндрических ВД типа 5ДВМ и в три раза больше чем у двигателей типа АИР.
| Тип двигателя | ДВД-1-120 | 5ДВМ854 | АИР56 | ДВД-3,5-155 | 5ДВМ115S | АИР71 | ДВД-5-180 | 5ДВМ115М | АИР80 |
| Номинальный длительный момент, Нм | 1,0 | 1,3 | 1,1 | 3,5 | 3,5 | 3,5 | 5 | 4,7 | 4,8 |
| Диаметр наружный, мм | 120 | 85 | 140 | 155 | 115 | 160 | 180 | 115 | 180 |
| Длина наружная, мм | 50 | 218 | 170 | 80 | 282 | 245 | 80 | 302 | 270 |
| Удельный момент, Нм/кг | 0,76 | 0,34 | 0,28 | 1,0 | 0,46 | 0,35 | 1,2 | 0,54 | 0,37 |
Результатом плодотворной работы сотрудников лаборатории последних месяцев явилась интересная разработка по спецзаказу синхронного низкооборотного ветрогенератора для автономной электрической установки мощностью 15 кВт на базе дисковой бесконтактной электрической машины.
В текущий момент генератор уже находится в изготовлении. Работа продвигается в направлении вентильные двигатели, дисковый вентильный электродвигатель>вентильных дисковых двигателей. Разработан первоочередной ряд моментных двигателей (параметры двигателей приведены в табл.) мощностью от 150 Вт до 50 кВт, величиной момента от 1 до 720 Н. Причем также осуществляются проекты спецзаказов с характеристиками технического задания, отличными от данных таблиц.
Применение дисковых бесконтактных генераторов и двигателей с постоянными магнитами на роторе по сравнению с цилиндрическими, обусловлено их более высокими удельными энергетическими и массогабаритными показателями, улучшенными динамическими характеристиками.
Дисковые машины целесообразно использовать в тех механизмах, в которых существуют ограничения по массогабаритным показателям.
Электродвигатели вентильные дисковые серии ДСД (дисковые синхронные двигатели) с возбуждением от редкоземельных магнитов на роторе предназначены для работы в составе низко и высокооборотных приводов. Установленная непосредственно на рабочем органе без промежуточного редуктора высокомоментная электрическая машина обеспечивает хорошие показатели приводов. Двигатели могут применяться в станках, роботах, манипуляторах, автоматических технологических линиях, тяговых транспортных средствах, судах, сельскохозяйственных и строительных машинах, медицинской и бытовой аппаратуре.
По сравнению с коллекторными и асинхронными дисковыми машинами конструкция дисковых бесконтактных машин с постоянными магнитами имеет ряд существенных преимуществ:
Двигатель поставляется в комплекте с электронным коммутатором на основе микропроцессора и встроенными датчиком положения ротора и датчиком температуры, выполненным на напряжение питания в соответствии с условиями эксплуатации. Электронный коммутатор допускает реализацию любого закона управления и любую нагрузочную характеристику и соединения с центральными системами и компьютерами. Номинальный режим работы двигателя S1 по ГОСТ 183 с моментом на валу Мном и при частоте вращения nном. По требованию заказчика двигатели могут поставляться со встроенным редуктором и тормозом, а также для работы в вертикальном положении.
Дисковые вентильные электродвигатели
www.delta-rus.com
Изобретение относится к области электромашиностроения и может быть использовано в электроприводах общепромышленных механизмов, в частности, как базовая часть бесконтактных двигателей постоянного тока транспортных установок. Сущность изобретения состоит в том, что в бесконтактном двигателе постоянного тока с дисковым ротором, содержащем статор, выполненный из ряда отдельных магнитно не связанных ферромагнитных стержней П-образной формы, тороидальную обмотку возбуждения и дисковый ротор, согласно изобретению статор выполнен из ряда стержней П-образной формы, которые расположены симметрично относительно ферромагнитных полюсов дискового ротора, основание которого выполнено из немагнитного материала и жестко соединено с валом, концевые части радиально ориентированных стержней П-образной формы закреплены в немагнитных торцевых щитах статора, а секции обмотки якоря уложены в сквозные пазы между ферромагнитными стержнями-зубцами каждого из модулей якоря. При этом коммутация токов секций по сигналам датчика положения осуществляется полупроводниковым коммутатором. Технический результат, достигаемый настоящим изобретением, состоит в обеспечении повышения перегрузочной способности двигателя и быстродействия в переходных режимах, а также в уменьшении массы дискового ротора и, как следствие, двигателя в целом. 5 ил. 
Изобретение относится к области электромашиностроения и может быть использовано в электроприводах общепромышленных механизмов, в частности, как базовая часть бесконтактного двигателя постоянного тока транспортных установок, для поддержания устойчивой регулируемой частоты вращения в широком диапазоне скоростей.
Известна бесконтактная синхронная электрическая машина с осевым возбуждением, в которой неподвижный торцовый якорь выполнен из отдельных магнитно не связанных шихтованных стержней, в сквозные пазы между которыми уложена обмотка якоря. С двух сторон к якорю через рабочие зазоры примыкает ротор в виде двух немагнитных дисков с ферромагнитными полюсами. Диски укреплены на полом валу, внутри которого находится неподвижный токопровод возбуждения, а вал соединен с нагрузкой через редукторную передачу или с помощью шкива (см. Бут Д.А. Бесконтактные электрические машины. М., "Высшая школа", 1990, с.153).
Недостатки известной конструкции связаны с повышенными потерями в обмотке возбуждения и усложненным способом ее намотки. Кроме того, необходимость боковой передачи механического момента ограничивает возможность ее использования.
Наиболее близким к заявляемому изобретению является индукторная электрическая машина с двойным аксиальным зазором и якорной обмоткой кольцевого типа, в которой статор содержит витой ферромагнитный сердечник с пазами для укладки кольцевой обмотки якоря, а обмотка возбуждения тороидального вида расположена во внутренней полости витого сердечника. С двух сторон к сердечнику через рабочие зазоры примыкает ротор, выполненный в виде двух ферромагнитных дисков, объединенных общим стальным цилиндром (сердечник ротора). В области сердечника якоря каждый из дисков содержит полюсы в виде ряда статоров (звездочек), причем полюсы одной звездочки сдвинуты по окружности относительно полюсов другой на одно полюсное деление (см. Бут Д.А. Бесконтактные электрические машины. М., "Высшая школа", 1990, с.153).
Конструкция данной электрической машины выбрана прототипом.
Прототип и заявляемое изобретение имеют следующие общие признаки:
- статор с радиальными пазами для укладки обмотки якоря,
- дисковый ротор,
- тороидальная обмотка возбуждения.
Недостатком прототипа следует считать:
- наличие массивного сердечника ротора, который необходим для замыкания полного магнитного потока электрической машины;
- наличие общего сердечника статора, магнитное насыщение которого ограничивает перегрузочную способность машины.
В основу изобретения поставлена задача создать бесконтактный двигатель постоянного тока с дисковым ротором, в котором за счет иного выполнения магнитной системы статора обеспечить возможность резкого ослабления реакции якоря двигателя, что приводит к повышению его перегрузочной способности и, соответственно, к повышению быстродействия в переходных режимах. При этом значительно уменьшается масса дискового ротора, упрощается технология изготовления двигателя, уменьшаются его осевые размеры, а конструктивная схема двигателя обеспечивает возможность модульного принципа его построения, т.е. последовательного чередования модуля якоря (зубцовая зона и секции обмотки) и модуля дискового ротора (немагнитный диск с ферромагнитными полюсами). Это значительно повышает удельное значение мощности момента.
Поставленная задача решена в конструкции бесконтактного двигателя постоянного тока с дисковым ротором, содержащим статор с радиальными пазами для укладки обмотки якоря, тороидальную обмотку возбуждения и дисковый ротор, тем, что статор выполнен из ряда отдельных магнитно не связанных ферромагнитных стержней П-образной формы, расположенных симметрично относительно ферромагнитных полюсов дискового ротора, основание которого выполнено из немагнитного материала и жестко соединено с валом, а концевые части радиально ориентированных стержней П-образной формы закреплены в немагнитных торцевых щитах статора, причем секции обмотки якоря уложены в сквозные пазы между ферромагнитными стержнями-зубцами каждого из модулей якоря, при этом коммутация токов секций по сигналам датчика положения осуществляется полупроводниковым коммутатором.
Причинно-следственную связь между совокупностью заявленных признаков и достижением технического результата можно объяснить следующим.
В заявляемом бесконтактном двигателе постоянного тока с дисковым ротором (БДПТДР), в отличие от прототипа, нет массивного ферромагнитного сердечника ротора, что уменьшает массу вращающейся части двигателя, соответственно повышает его быстродействие. Отсутствие общего ярма якоря и ярма обмотки возбуждения обеспечивает путь замыкания магнитного потока МДС обмотки якоря только через боковые поверхности зубцов модуля якоря и воздушные промежутки между ними (пазы), имеющими малую магнитную проницаемость, чем обусловлено ограничение реакции якоря, возможность получения больших перегрузок по току, определяемых, в основном, условием отсутствия опрокидывания магнитного поля в рабочем воздушном зазоре, повышение перегрузочной способности БДПТДР улучшает динамические характеристики (ускорение, время пуска и торможение), что повышает производительность соответствующей промышленной установки, уменьшает потери электроэнергии в переходных режимах.
В свою очередь, ограничение реакции якоря наличием ряда воздушных промежутков (пазов) на пути замыкания магнитного потока МДС обмотки якоря обеспечивает возможность выбора величины рабочего воздушного зазора между модулем якоря и модулем дискового ротора на пути замыкания основного магнитного потока двигателя, только исходя из технологических возможностей обеспечения его минимального значения, чем обусловлено уменьшение как размеров катушек обмотки возбуждения, так и электрических потерь в них.
В предлагаемом двигателе достаточно просто реализуется модульный принцип построения современных специальных электродвигателей, при котором в аксиальном направлении чередуются два конструктивных элемента, например модуль якоря, изготовленный на основании немагнитного диска с радиально расположенными ферромагнитными стержнями, формирующими зубцовую зону, в пазах которой уложены секции обмотки якоря, и модуль дискового ротора, состоящий из немагнитного диска с ферромагнитными выступами-полюсами. Подобная конструктивная схема БДПТДР обеспечивает повышение удельных значений мощности и момента двигателя, что особенно проявляется при низких номинальных (безредукторных) частотах вращения, при значительном уменьшении трудоемкости его изготовления в целом.
Бесконтактный двигатель постоянного тока с дисковым ротором представлен на чертежах, где:
фиг.1 - конструктивная схема двигателя;
фиг.2 - двигатель, сечение А-А;
фиг.3 - двигатель, сечение В-В;
фиг.4 - модуль дискового ротора, аксонометрия;
фиг.5 - схема-развертка двигателя вдоль внешнего диаметра модуля якоря.
Бесконтактный двигатель постоянного тока с дисковым ротором содержит статор 1, состоящий из модулей якоря 2, 3, 4, 5, ротор 6, включающий в себя два модуля дискового ротора 7, 8 и полупроводниковый коммутатор 9. На внутренней поверхности статора 1 расположены тороидальные катушки обмотки возбуждения 10, 11.
Торцевые щиты 12, 13 статора 1 представляют собой немагнитные диски 14, 15, установленные неподвижно относительно вала 16 посредством подшипников 17, 18. С валом 16 жестко сочленены два (для данного варианта двигателя) модуля дискового ротора 7, 8, каждый из которых состоит из немагнитных дисков 19, 20 и ферромагнитных полюсов 21, 22. Ферромагнитные полюсы 21, 22 отделены от модулей якоря 2, 3, 4, 5 рабочим воздушным зазором 
. Число полюсов каждого из модулей дискового ротора 7, 8 равно числу пар полюсных делений якоря 
, а длина каждого из полюсов вдоль образующих якоря равняется 
· , где - коэффициент полюсного перекрытия.
Модули якоря 2, 3, 4, 5 конструктивно однотипны и содержат ферромагнитные стержни-зубцы 23, 24, 25, 26, образующие зубцовые зоны, в промежутках которых уложены проводники секций обмотки якоря 27, 28, 29, 30 (фиг.5).
В предлагаемом двигателе статор 1 состоит из ряда отдельных магнитно не связанных ферромагнитных стержней 31 П-образной формы, концевые части которых закреплены в немагнитных торцевых щитах 12, 13, образуя замкнутую магнитную цепь двигателя совместно со стержнями-зубцами 23, 24, 25, 26 модулей якоря 2, 3, 4, 5 и ферромагнитными полюсами 21, 22 модулей дискового ротора 7, 8. Промежуточные модули якоря 3, 4 зафиксированы на общем неподвижном немагнитном диске 32 посредством дополнительного подшипника 33. При необходимости количество промежуточных модулей якоря может быть увеличено соответственно заданным параметрам электрического двигателя. При этом, исходя из того, что рабочий воздушный зазор выбирается только из условий технологических возможностей, величина суммарного воздушного зазора o на пути основного магнитного потока двигателя Фo не оказывает существенного влияния на массогабаритные показателя обмотки возбуждения. Так, например, предварительный расчет предлагаемого двигателя мощностью Рн=40 кВт при полюсном делении по среднему диаметру модуля якоря ср=0,227 м, величина расчетного воздушного зазора o=0,004 м, что соответствует четырем технологическим зазорам =0,001 м, что и принято для выбранной для анализа конструкции, содержащей четыре модуля якоря (Пм=4), каждый из которых обеспечивает номинальную мощность 10 кВт. При этом суммарная величина воздушных промежутков на пути замыкания магнитного потока, созданного МДС проводников обмотки якоря одного полюсного деления (фиг.5), составляет с=0,2 м, где с=12 вп+8· =12·0,016+8·0,001=0,2 м ((вп - ширина воздушного промежутка между зубцами модуля якоря Z=6 - число зубцов на полюсное деление). Расчетное номинальное значение магнитной индукции поперечного поля реакции якоря ВЯ.Р.Н.=0,11 Тл, что обеспечивает перегрузочную способность двигателя, исходя из условия отсутствия опрокидывания магнитного поля на участке якоря, соответствующего полюсному делению:
где B .н.=0,75 Тл - номинальное значение магнитной индукции в рабочем воздушном зазоре. Следует отметить, что при неизменной мощности Рн=40 кВт и числе модулей якоря Пм=2, 
=13, а при Пм=6, =4.
В предлагаемом БДПТ ДР возможны два способа укладки секций обмотки якоря: использование двухслойной обмотки для каждого из модулей якоря 2, 3, 4, 5; использование однослойной обмотки. В этом случае проводники секций обмотки якоря, например, 28 модуля 3 укладываются со сдвигом в полюсное деление относительно проводников секций обмотки 27 модуля 2. Соответственно, сдвиг обеспечивается и в модуле 5 относительно модуля 4 (фиг.5), чем обеспечивается полная компенсация МДС токов лобовых частей всей обмотки якоря двигателя, т.е. отсутствие пульсирующего магнитного потока токов лобовых частей по пути основного магнитного потока Фo.
Питание замкнутой обмотки якоря, образованной секциями 27, 28, 29, 30 модулей якоря 2, 3, 4, 5, осуществляется полупроводниковым коммутатором 9, структурная схема которого (фиг.1) состоит из датчика положения ротора 34 (ДПР), блока управления 35 (БУ), блока силовых ключей 36 (БСК) и выводов секций обмотки якоря 37 (ОЯ). Датчик положения ротора 34 (ДПР) выполнен на базе магнитодиодов 38, установленных на зубцах одного полюсного деления одного из модулей якоря, например 5. Работа полупроводникового коммутатора 9 состоит в следующем: при установленном сигнале реверса Хp под воздействием сигналов ДПР 34 блок управления БУ 35 подает сигналы на силовые ключи БСК 36, соответвующие ДПР 34, которые открываются, и ток двигателя протекает от положительного полюса источника питания через открытый один ключ, две параллельные ветви замкнутой обмотки якоря 37, другой открытый ключ к отрицательному полюсу источника питания. Такой коммутатор обеспечивает работу двигателя во всех режимах - двигательном, динамического торможения, противовключения.
Предлагаемый БДПТДР работает следующим образом. При подаче напряжения на тероидальные катушки обмотки возбуждения 10, 11 (фиг.2, 5) взаимодействием основного магнитного потока Ф o и токов проводников секций обмотки якоря 27, 28, 29, 30 модулей якоря 2, 3, 4, 5, находящихся в данный момент в зоне полюсов 21, 22 модуля дискового ротора 7, 8, создается электромагнитный момент МЭМ., под действием которого ротор 6 начинает вращение. Полупроводниковый коммутатор 9 по сигналам датчиков положения ротора 34 коммутирует токи в секциях обмотки якоря 37 посредством жгута 39 таким образом, чтобы при вращении в одну сторону токи проводников, находящихся в это время против ферромагнитных полюсов 21, 22, сохраняли неизменное направление. Регулирование частоты вращения и реверс двигателя осуществляется известными для классических машин способами.
Бесконтактный двигатель постоянного тока с дисковым ротором, содержащий статор с радиальными пазами для укладки обмотки якоря, тороидальную обмотку возбуждения и дисковый ротор, отличающийся тем, что статор выполнен из ряда отдельных магнитно не связанных ферромагнитных стержней П-образной формы, расположенных симметрично относительно ферромагнитных полюсов дискового ротора, основание которого выполнено из немагнитного материала и жестко соединено с валом, а концевые части радиально ориентированных стержней П-образной формы закреплены в немагнитных торцевых щитах статора, причем секции обмотки якоря уложены в сквозные пазы между ферромагнитными стержнями-зубцами каждого из модулей якоря, при этом коммутация токов секций по сигналам датчика положения осуществляется полупроводниковым коммутатором.
www.freepatent.ru
Использование: дисковые электродвигатели постоянного тока с проволочной обмоткой. Сущность изобретения: дисковый якорь электродвигателя постоянного тока с проволочной обмоткой при заливке компаундом выполнен с впадиной в активной части обмотки с отношением толщины диска внешней лобовой части к толщине активной части в пределах 1,8-2,0. Технический результат: улучшение энергетических показателей материалоемкости и технологичности. 1 ил.
Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при конструировании и производстве электродвигателей постоянного тока с проволочной обмоткой якоря.
Известен электродвигатель постоянного тока, в котором якорь с волновой печатной обмоткой своей активной частью выполнен в виде прямоугольного участка, а внешняя лобовая часть по эвольвенте или дуге окружности [1] Известны конструкции электродвигателей, в которых дисковый якорь выполнен с обмоткой из проволоки и залит компаундным наполнителем [2] Такой наполнитель образует с обмоткой единое тело. Ни один из указанных аналогов не обеспечивает снижения материалоемкости, технологичности при одновременном повышении удельных энергетических показателей. Конструкция дискового якоря электродвигателя постоянного тока, образованная заливкой проволочной обмотки компаундным наполнителем в единое тело, принята за прототип [2] Задачей изобретения является создание конструкции дискового якоря уменьшенной материалоемкости с одновременным повышением удельных энергетических показателей и технологичности. Задача достигается тем, что при формировании диска активная часть выполнена впадиной относительно поверхности лобовых частей, при этом толщина лобовой части к активной части диска находятся в отношении 1,8-2,0. На чертеже изображена конструкция дискового якоря с проволочной обмоткой в разрезе. На чертеже обозначено: 1 якорь; 2 обмотка; 3 компаунд; 4 лобовая часть; 5 активная часть; hл, hа соответственно толщины лобовых и активных частей диска. Якорь 1 представляет собой проволочную обмотку 2, залитую компаундом 3 в форму диска. Лобовая 4 и активная 5 части якоря формируются с толщиной диска так, чтобы выполнялось отношение в пределах hл ha 1,8-2,0. При изменении пределов этого отношения падают удельные энергетические показатели, уменьшается жесткость конструкции и увеличивается материалоемкость. Конструкция дискового якоря с проволочной обмоткой реализуется следующим образом. На шаблонах наматываются катушки, количество которых равно количеству секций обмотки. Затем витки катушек закрепляются, а катушки снимаются с шаблонов и симметрично укладываются в приспособлении, имеющем форму диска. Концы катушек соединяют с коллекторными пластинами пайкой или сваркой. Полученную заготовку обмотки устанавливают в первую деталь пресс-формы, имеющей прямолинейную плоскость диска. После заливки заготовки обмотки компаундом устанавливают вторую деталь пресс-формы, плоскость которой имеет вид диска с утолщением, обеспечивающим формовку обмотки разной толщины в лобовой и активной частях обмотки якоря. После запечки, готовый якорь вынимают из пресс-формы.Формула изобретения
Дисковый якорь электродвигателя постоянного тока с проволочной обмоткой, залитой компаундом в единое тело, отличающийся тем, что на боковой стороне диска при заливке компаундом сформирована кольцевая впадина в зоне расположения активной части обмотки, величина которой обеспечивает выполнение отношения величины толщины диска в зонах расположения внешней лобовой части к активной части обмотки 1,8 2,0.РИСУНКИ
Рисунок 1Похожие патенты:
Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при конструировании и производстве электромашин, имеющих систему возбуждения на постоянных магнитах
Изобретение относится к электромашиностроению и касается торцовых электрических машин большой и средней мощности, преимущественно тихоходных
Изобретение относится к электрическим машинам, а именно к электродвигателям постоянного тока с дисковым проволочным якорем и возбуждением от поUPIMH СТОРННЫХ магнитов для промышленных ро ботов и других систем автоматики Цель изобретения - снижение габаритов и массы электродвигателя Коллекторный электродвигатель постоянно о тока содержит дисковый проволочный якорь 3, расположенный в зазоре между полюсами постоянных магнитов 1 и магнитопроводом 2
Изобретение относится к области электротехники и касается конструкции универсальных электрических машин модульного типа, предназначенных для использования в любых отраслях народного хозяйства в качестве генератора постоянного тока, однофазного или многофазного генератора переменного тока, машины постоянного тока или однофазного, многофазного двигателя переменного тока, питающегося от генератора частот
Изобретение относится к области электротехники и касается особенностей конструктивного выполнения бесколлекторных электрических машин, предназначенных для использования в качестве двигателей или генераторов переменного или постоянного тока
Изобретение относится к электромашиностроению, в частности к тихоходным электрическим машинам
Изобретение относится к электротехнике, а именно к электрическим машинам, и касается усовершенствования конструкции синхронных генераторов, которые могут быть использованы преимущественно для получения электрической энергии в ветроагрегатах
Изобретение относится к области электротехники, в частности к электрическим машинам постоянного тока с магнитоэлектрической системой и регулируемым воздушным зазором между магнитами
Изобретение относится к области электротехники, в частности к вентильным электроприводам
Изобретение относится к области электротехники, в частности к вентильным электроприводам
Изобретение относится к области электротехники и касается конструкции универсальных электрических машин модульного типа, предназначенных для использования в любых отраслях народного хозяйства в качестве генератора постоянного тока, однофазного или многофазного генератора переменного тока, машины постоянного тока или однофазного, многофазного двигателя переменного тока
Изобретение относится к области электротехники, а именно к конструкциям универсальных электрических машин модульного типа, предназначенных для использования в любых отраслях народного хозяйства в качестве генератора постоянного тока, однофазного или многофазного генератора переменного тока, машины постоянного тока, однофазного или многофазного двигателя переменного тока, сварочного аппарата переменного или постоянного тока
Дисковый якорь электродвигателя постоянного тока, якорь электродвигателя, якорь генератора, конструкция двигателя постоянного тока, двигатель постоянного тока, якорь двигателя постоянного тока, якорь двигателя, обмотки двигателя постоянного тока, формы якорей, часть якоря, конструкция якоря, якорь машины постоянного тока, создание якоря
www.findpatent.ru
Источник перевод для mixednews — Stonehenge
8.04.2011
Недавно изобретённое поколение двигателей, известное как дисковый генератор ударных волн, гораздо легче и эффективнее по сравнению с традиционными двигателями внутреннего сгорания, новинка также позволяет снизить вредные выбросы на 90 процентов.
Издание «New Scientist» сообщает, что исследователи из мичиганского государственного университета разработали прототип совершенно нового типа двигателя, который частично усилен ударными волнами, и который, как полагают специалисты из автомобильной промышленности, может значительно снизить затраты на топливо для гибридных двигателей.
До сих пор автопроизводители боролись за эффективное использование мощности и разрабатывали экономически эффективные способы переоборудования двигателя внутреннего сгорания, который потребляет значительное количество топлива и получил широкое распространение с конца 19-ого века. Этот новый двигатель работает совершенно по-другому.
Двигателю-прототипу (дисковому генератору ударных волн) необходимо очень мало дополнительных узлов для движения. В отличие от двигателей внутреннего сгорания, устанавливаемых на современных автомобилях, волновому дисковому генератору не нужна трансмиссия, радиатор, поршни, клапаны либо что-либо ещё из того, что устанавливается вместе с традиционным двигателем. Этот новый тип двигателя гораздо легче и меньше в размерах по сравнению с традиционным двигателем, что позволяет потреблять меньше топлива.
Дисковый генератор ударных волн представляет из себя металлический диск с каналами, вырезанными в нём. Когда диск вращается, воздух и топливо смешиваются в камерах. Смесь сжимается в центре, при этом она не может выйти из впускного отверстия и выпускного отверстия. Затем она воспламеняется и отработавшие газы выталкиваются через выпускное отверстие. Обратное давление отработавших газов давит на неровности диска, что заставляет его вращаться. Это, в свою очередь, вырабатывает электричество.
Эксперты отмечают, что автомобиль, оснащённый двигателем с волновым дисковым генератором, будет весить на 20 процентов легче по сравнению с автомобилем со стандартным двигателем, и также будет в 3.5 раза более эффективным. Новый двигатель сможет работать на разных видах топлива, от бензина до водорода, и говорят, что он потенциально сможет снизить выбросы на 90 процентов по сравнению со стандартным двигателем внутреннего сгорания. Готовый образец двигателя мощностью в 25 киловатт ожидают позже в этом году.
Loading...
mixednews.ru
Полезная модель относится к области электротехники и может быть использована при конструировании и производстве электродвигателей постоянного тока с проволочной обмоткой якоря. Двигатель содержит корпус 6, заключающий в себя ротор 1, выполненный в виде постоянного магнита, датчик положения ротора, статор с находящейся на нем якорной обмоткой 2, коммутатора. Ротор 1, с размещенным в его центре подшипником 7, и статор 2 насажены на общий вал 4, и разделены между собой воздушной прослойкой. Ротор 1 и статор 2 обращены к друг другу намагниченными поверхностями. В центральных областях статора 2 и ротора 1 расположены два когтеобразно намагниченных кольцевых постоянных магнита 5, расположенных таким образом, что одноименные полюса находятся один над другим. При коммутации тока в линиях обмотки 3 статора 2, напряжение и направление которого формируется в зависимости от положения ротора 1, вектора намагниченности секторов статора 2 ориентируются в определенном направлении. В результате взаимодействия магнитных потоков ротора 1 и секторов статора 2 создается вращающий момент, который стремится развернуть ротор 1, но при повороте ротора под действием датчика положения ротора происходит переключение обмоток и поток якоря поворачивается на следующий шаг. Взаимодействие магнитного поля ротора-магнита 1 с протекающими токами создает тангенциальные силы, которые обеспечивают вращение ротора 1. Взаимодействие постоянного дискового магнита 1 с ферромагнитным статором 2 создает аксиальные силы, которые оказывают значительную нагрузку на подшипниковую систему 7. Размещение когтеобразно намагниченных постоянных кольцевых магнитов позволяет компенсировать аксиальную составляющую, не влияя на полезную тангенциальную силу.
Полезная модель относится к области электротехники и может быть использована при конструировании и производстве дисковых электродвигателей постоянного тока с проволочной обмоткой якоря.
Известны устройства подобных двигателей описанные в патентах RU 
2006143 5 Н02К 29/00, опубл. 1994.01.15, содержащий статор с многофазной обмоткой, цилиндрический ротор с радиально намагниченными постоянными магнитами, датчики положения ротора, состоящие из размещенных у торца ротора ферромагнитных сердечников с обмотками, отличающийся тем, что, с целью упрощения и расширения функциональных возможностей, ферромагнитные сердечники выполнены в виде одной детали - плоского кольца, обмотки намотаны вокруг спинки кольца и на обращенной к ротору торцевой поверхности кольца размещены магниточувствительные элементы.
Недостатком такого устройства является узкая область применения такого двигателя в отличие от дискового двигателя.
Наиболее близким к полезной модели является вентильный дисковый двигатель RU 2274766 опубл. 20.04.2006, содержащий ротор, выполненный в виде постоянного магнита, датчик положения ротора, статор с находящейся на нем якорной обмоткой, коммутатор. Ротор изготавливают в виде диска из постоянного магнита с чередованием северных и южных полюсов, расположенных на его поверхности. В центре ротора расположен подшипник. Ротор вместе с подшипником посажен на вал и отделен от статора через воздушную прослойку. Статор выполнен в виде диска из ферромагнитного вещества и имеет центральную посадку на вал. Одна из поверхностей статора разбита на сектора, разделенные между собой пазами, в которые укладываются линии обмотки. Напряжение питания обмоток двигателя и направление тока в них формируется в зависимости от положения ротора. При пропускании тока сектора намагничиваются в определенном направлении. В результате взаимодействия потока якоря и возбуждения создается вращающий момент М, который стремится развернуть ротор так, чтобы потоки якоря и возбуждения совпали, но при повороте ротора под действием датчика положения ротора происходит переключение обмоток и поток якоря поворачивается на следующий шаг.
Недостатком такой системы является наличие значительных нагрузок на подшипники, обусловленное большими силами притяжения полюсов постоянного магнита-ротора к ферромагнитному статору, значительно превышающих полезный момент двигателя, что приводит к ускоренному износу подшипников, а также к понижению коэффициента полезного действия за счет большой величины трения.
Технической задачей полезной модели является значительное снижение нагрузок, приходящихся на подшипниковую систему, что позволит повысить надежность и увеличить ресурс работы вентильного дискового двигателя, повысить коэффициент его полезного действия.
Эта техническая задача достигается тем, что в известной конструкции дискового вентильного электродвигателя в центральных частях статора, который изготовлен из ферромагнитного вещества с выполненными пазами для линий обмотки, и ротора, выполненного из постоянного магнита с чередованием полюсов, на сторонах, обращенных к друг другу, коаксиально помещаются дисковые постоянные магниты с радиусами значительно меньшими радиусов ротора, статора. Эта магнитная система намагничена когтеобразно так, что магнитные полюса представляют собой концентрические кольца с большим четным количеством чередующихся полюсов, расположенных на одной из поверхностей каждого магнита. Располагаются данная магнитная система так, что одноименные полюса были расположены строго один над другим. Таким образом, данные магниты представляют собой намагниченные кольцевые системы, в центре которых имеются посадочные места для размещения подшипников и закрепления на валу статора. За счет больших сил отталкивания между одноименными полюсами, возникающих при значительном сближении многополюсных кольцевых магнитов, обеспечивается преодоление сил притяжения полюсов постоянного магнита-ротора к одноименным полюсам статора. Это обусловлено резким возрастанием сил притяжения и отталкивания многополюсных магнитов при сближении их на расстояние меньшее и сравнимое с протяженностью полюса. Таким образом, помещение постоянных кольцевых магнитов в центральных частях ротора и статора, при обращенных намагниченных сторонах друг к другу, позволяет добиться снятия значительной нагрузки с подшипниковой системы дисковых электродвигателей.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где на фиг.1 показан общий вид расположения ротора и статора в случае двухполюсного ротора в вентильном дисковом электродвигателе, на фиг.2 приведен внешний вид кольцевых постоянных магнитов, намагниченных когтеобразно.
Вентильный дисковый двигатель содержит корпус 6, внутри которого расположены ротор 1, статор 2, которые насажены на вал 4. Поверхность статора, обращенная к ротору, разбита на сектора, разделенные пазами с линиями обмотки 3. В центральных частях ротора и статора расположены два коаксиальных кольцеобразно намагниченных магнита 5.
Вентильный дисковый двигатель работает следующим образом.
Через линии обмотки статора 2 коммутируется ток, напряжение и направление которого формируется в зависимости от положения ротора 1. В результате чего, вектора намагниченности секторов статора 2 ориентируются в определенном направлении. В результате взаимодействия магнитных потоков якоря и возбуждения создается вращающий момент, который стремится развернуть ротор так, чтобы потоки якоря и возбуждения совпали, но при повороте ротора под действием датчика положения ротора происходит переключение обмоток и поток якоря поворачивается на следующий шаг.
Взаимодействие магнитного поля постоянного магнита с протекающими токами создают тангенциальные силы, обеспечивающие вращение ротора. Взаимодействие магнита-ротора с ферромагнитным материалом статора создает аксиальные силы, бесполезно нагружающие подшипниковую систему. Размещение когтеобразно намагниченных постоянных кольцевых магнитов позволяет компенсировать аксиальную составляющую, не влияя на полезную тангенциальную силу.
Такая конструкция обеспечивает вращение ротора за счет коммутации обмоток статора. Для компенсации сил притяжения магнитного поля, создаваемого ротором 1, выполненного в виде постоянного магнита с двумя магнитными полюсами, и статором 2, изготовленным из ферромагнитного вещества, намагничивающихся при протекании тока через линии обмотки 3, в центральные части ротора и статора помещаются два коаксиальных многополюсных магнита 5, намагниченных кольцеобразно. Намагниченные магниты 5 размещены таким образом, что одноименные полюса располагаются точно друг над другом. Сила отталкивания таких многополюсных магнитов при их сближении на расстояние меньшее протяженности магнитных полюсов, превосходят силы притяжения, обусловленные взаимодействием ротора 1 и намагниченных секторов статора 2.
Использование полезной модели в вентильном дисковом электродвигателе позволяет снимать нагрузку с подшипниковой системы и обеспечивать надежность и высокий срок службы двигателя.
Вентильный дисковый двигатель содержит постоянные кольцевые многополюсные магниты с четным количеством полюсов, причем ширина полюсов выбирается много меньше, чем полюсное деление, располагаются в центральных областях дискового ротора, выполненного из постоянного магнита с чередованием северного и южного полюсов, и статора, изготовленного из ферромагнитного материала в виде диска, одна сторона которого разбита на сектора, разделенных между собой пазами, в которые укладываются линии обмотки, и обеспечивают снятие значительной аксиальной нагрузки с подшипников вентильного дискового электродвигателя за счет больших сил отталкивания между одноименными полюсами, возникающих при значительном сближении данных кольцевых магнитов на расстояние, меньшее протяженности их полюсов, что позволяет скомпенсировать аксиальную составляющую, не влияя на тангенциальную силу, увеличивая надежность и срок службы двигателя.
poleznayamodel.ru
