Однофазный синхронный электродвигатель. Однофазный синхронный двигатель

Однофазный синхронный двигатель - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 2

Однофазный синхронный двигатель

Cтраница 2

Одной из основных проблем для однофазных синхронных двигателей является проблема пуска и обеспечения однонаправленного движения. Для обеспечения вполне определенного направления вращения наиболее часто применяются храповые механизмы, пружинные и фрикционные. [16]

Все следящее устройство приводится в движение однофазным синхронным двигателем с редуктором, уменьшающим скорость вращения двигателя до 162 / з об / мин. На валу двигателя насажены два профилированных кулачка W и 11 ( фиг. [17]

Синхронный расщепитель фаз объединяет в одной машине однофазный синхронный двигатель и синхронный генератор. [18]

В качестве привода для протяжки ленты используется небольшой однофазный синхронный двигатель. Для движения ленты по ее краям делают отверстия ( перфорацию) 6, в которые входят штифты движущего валика лентопротяжного механизма. [19]

На отдельной плате укреплен многоточечный переключатель с однофазным синхронным двигателем и редуктором с шаговым механизмом. Ниже переключателя расположены выключатель питания прибора и группа контактов устройства поверки исправности рабочей схемы и сигнализации, а также включения реле защиты. [21]

На выполненных электровозах мотор-генераторный преобразователь обычно состоит из однофазного синхронного двигателя и генераторов постоянного тока. [22]

Главная трудность выполнения однофазных ШД, как и любых однофазных синхронных двигателей, состоит в придании им пусковых свойств и устойчивого однонаправленного движения. Кроме этого общего условия работы от однофазных ШД требуется вхождение в синхронизм за время действия одной полуволны ( или одного импульса) питающего напряжения. [23]

В качестве привода в лентопротяжных механизмах наиболее широкое применение имеют однофазные синхронные двигатели малой мощности. Для переносных приборов, предназначенных для работы в полевых условиях, шахтах, для пусконала-дочных работ, целесообразно применение часовых механизмов с с ручной заводкой или с ручной и электрической подзаводкой. В некоторых разработках последних лет в качестве привода применены малогабаритные двигатели постоянного тока с магнитным возбуждением. Стабилизация числа оборотов при этом достигается схемными методами. [24]

Схема такого устройства изображена на рис. 3.32. В устройстве применен однофазный синхронный двигатель типа СД-2, делающий два оборота в минуту, в результате чего кулачок, укрепленный на его оси, кратковременно замыкает контакт к через каждые 30 сек. [25]

В однофазных индукторных двигателях применяются все способы пуска, рассмотренные для обычных однофазных синхронных двигателей. [27]

В автоматических самопишущих приборах для продвижения диаграммной бумаги, а также в некоторых случаях автоматического включения механизма установки рабочего тока применяются однофазные синхронные двигатели типа СД-09, СД-54 и двигатели Уорена. [28]

Первые электровозы с двигателями постоянного тока на железных дорогах, электрифицированных на однофазном токе, имели мотор-генераторную схему преобразования: напряжение контактной сети понижается трансформатором; вторичная обмотка трансформатора питает однофазный синхронный двигатель, который вращает один или два генератора постоянного тока, питающие тяговые двигатели. [30]

Страницы: 1 2 3

www.ngpedia.ru

Однофазный синхронный электродвигатель

Изобретение относится к области электротехники, а именно к электрическим машинам, и может быть использовано, в частности, как однофазный самозапускающийся синхронный электродвигатель с ротором из постоянного магнита.

Уже известен однофазный синхронный электродвигатель, описанный в авторском свидетельстве СССР (SU) N1836786, кл. H 02 K 21/16, 1993. Известный однофазный синхронный электродвигатель содержит статор с кольцевой катушкой, размещенной внутри узлов магнитопровода с двумя группами когтеобразных полюсов, и ротор с многополюсным постоянным магнитом. Число когтеобразных полюсов равно числу полюсов магнита ротора. Каждый узел магнитопровода включает в себя экранирующую пластину сложной формы, через отверстия которой простираются полосы одной из групп. При этом экранирующая пластина выполняет функцию короткозамыкающего витка, создающего сдвиг фаз между магнитными потоками экранированных и неэкранированных полюсов. Тем самым формируется вращающееся магнитное поле статора. Однако пусковые и рабочие характеристики этого электродвигателя недостаточно оптимизированы. Это вызвано наличием двух зон на стыках групп полюсов между собой, где не обеспечено максимальное потокосцепление полюсов магнитопровода и ротора из-за неравенства их полюсных делений и присутствия укороченных полюсов. К этому же результату приводит ослабленное экранирование, вызванное сужением межполюсной перемычки экранирующей пластины на стыке со стороны укороченных полюсов. Задачей изобретения является улучшение пусковых и рабочих характеристик однофазного синхронного электродвигателя за счет обеспечения максимально возможного потокосцепления статора и ротора и повышение эффективности экранирования полюсов. Указанная задача в однофазном синхронном электродвигателе, содержащем статор с кольцевой катушкой, размещенной внутри узлов магнитопровода с когтеобразными полюсами, число которых равно числу полюсов многополюсного магнита ротора, а часть полюсов каждого узла магнитопровода экранирована короткозамыкающим витком, решается тем, что каждый узел магнитопровода составлен из двух разделенных экраном магнитопроводных частей, выполненным в виде диска со сквозными отверстиями, размер которых больше размера половины полюса, простирающегося через него. Согласно изобретению экранирована может быть половина каждого полюса, одинаково расположенная относительно оси полюса. Кроме того, все смежные полюсы магнитопроводных частей смещены один относительно другого на 180 эл. град. их половины выполнены с длиной полюсной дуги, равной 0,2 0,4 длины дуги полюсного деления, и с тангенциальным зазором между ними 0,1 0,3 длины дуги полюсного деления. В частном случае экранированная половина каждого полюса электродвигателя выполняется длиннее смежной с ней половины полюса на величину, равную сумме толщины экрана и толщины магнитопровода. Магнитопроводные части электродвигателя могут быть соединены посредством внешнего магнитопровода статора. Приведенная совокупность признаков в сравнении с известным уровнем техники позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию "новизна". В то же время, совокупность отличительных признаков, приводящая к решению поставленной задачи, явным образом не следует из уровня техники, поэтому заявляемое техническое решение соответствует критерию "изобретательский уровень". Изобретение поясняется следующими чертежами. На фиг. 1 схематично представлена магнитная система электродвигателя; на фиг. 2 изображена развертка полюсов магнитопровода с экраном; на фиг. 3 показана в аксонометрии часть узла магнитопровода, образующая полюс одной полярности; на фиг. 4 представлен электродвигатель в разрезе. Однофазный синхронный электродвигатель содержит статор 1 с установленной в нем катушкой 2 и ротор 3 с постоянным магнитополюсным магнитом 4. Катушка 2 установлена в статоре 1 посредством узлов магнитопровода 5 и расположена внутри них. Каждый узел магнитопровода 5 составлен из двух магнитопроводных частей 6, 7, образующих каждый полюс из двух половин 8, 9. Магнитопроводные части 6, 7 разделены экраном 10, выполненным в виде диска со сквозными отверстиями 11, через которые простираются половины 9 каждого полюса. Таким образом, половины 9 каждого полюса охвачены экраном 10. Поскольку свободные торцы полюсов каждого угла магнитопровода 5 лежат в одной плоскости, то экранированная половина 9 каждого полюса длиннее смежной с ней половины 8 полюса на величину, равную сумме толщины экрана 10 и толщины магнитопроводной части 6. Все магнитопроводные части соединены внешним магнитопроводом 12 статора 1. Полюсы узлов магнитопровода 5 равномерно разнесены по окружности со смещением на 180 эл. град. как показано на фиг. 1 и 2. Длина полюсной дуги каждой половины полюса лежит в пределах 0,2 0,4 длины дуги полюсного деления, что вызвано, с одной стороны, магнитной насыщаемостью полюсов и их прочностными свойствами, а с другой стороны рассеиванием магнитного поля через соседние полюсы. Тангенциальный зазор между половинами 8, 9 каждого полюса составляет 0,1 0,3 длины дуги полюсного деления, что также вызвано необходимостью снизить взаимное рассеивание магнитных полей половин 8, 9 каждого полюса и прочностными свойствами материала, из которого они изготовлены. Однофазный синхронный электродвигатель работает следующим образом. При подключении к сети переменного тока катушка 2 формирует переменное магнитное поле, напряженность которого концентрируется в воздушном зазоре между половинами 8, 9 полюсов и постоянным магнитом 4. Так как половина 9 каждого полюса охвачена экраном 10, переменное магнитное поле через эту половину полюса сдвигается по фазе в сторону отставания относительно магнитного поля, проходящего через неэкранированную половину 8 этого же полюса. Таким образом, переменные магнитные поля через половины 8, 9 полюса образуют вращающееся магнитное поле, которое взаимодействует с постоянным магнитом 4 ротора 3 и увлекает его за собой в синхронное вращение. Пуск и однонаправленное вращение однофазного синхронного электродвигателя достигаются взаимодействием вращающегося, близкого к круговому, магнитного поля, создаваемого катушкой статора, с полюсами постоянного магнитного ротора. Следовательно, пусковые и рабочие характеристики электродвигателя зависят от величины потокосцепления статора и ротора и от степени эллиптичности вращающегося магнитного поля статора, зависящего от эффективности экранирования части полюсов. Как видно из фиг. 1 и фиг. 2, все разноименные полюсы узлов магнитопровода 5 расположены абсолютно симметрично через полюсное деление (180эл. град.) и их число равно числу полюсов постоянного магнита 4 ротора 3. Примененная система экранирования позволяет исключить сужения межполюсных перемычек экрана 10. Как следствие, предлагаемый электродвигатель имеет максимально возможное потокосцепление статора 1 и ротора 3, форма магнитного поля статора 1 максимально приближена к круговой, тем самым достигается улучшение пусковых и рабочих характеристик однофазного электродвигателя. Предлагаемый электродвигатель может быть использован в качестве однофазного шагового электродвигателя. При этом, за счет большей степени экранирования полюсов и, как следствие, увеличения внутреннего демпфирования, шаговый электродвигатель обеспечивает стабильную и устойчивую работу во всем диапазоне управляющих частот от нуля до максимальной.

Формула изобретения

1. Однофазный синхронный электродвигатель, содержащий статор с кольцевой катушкой, размещенной внутри узлов магнитопровода с когтеобразными полюсами, число которых равно числу полюсов многополюсного магнита ротора, причем часть полюсов каждого узла магнитопровода экранирована короткозамыкающим витком, отличающийся тем, что каждый узел магнитопровода состоит из двух магнитопроводных частей, разделенных экраном, выполненным в виде диска со сквозными отверстиями, размер которых больше размера половины полюса, простирающегося через него. 2. Электродвигатель по п. 1, отличающийся тем, что экранирована половина каждого полюса, одинаково расположенная относительно оси полюса. 3. Электродвигатель по п. 1, отличающийся тем, что все смежные полюсы магнитопровода смещены один относительно другого на 180 эл.град. их половины выполнены с длиной полюсной дуги, равной 0,2 0,4 длины дуги полюсного деления, и с тангенциальным зазором между ними 0,1 0,3 длины дуги полюсного деления. 4. Электродвигатель по п. 1, отличающийся тем, что экранированная половина каждого полюса длиннее смежной с ней половины полюса на величину, равную сумме толщины экрана и толщины магнитопровода. 5. Электродвигатель по п.1, отличающийся тем, что магнитопроводные части соединены посредством внешнего магнитопровода статора.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4

www.findpatent.ru

Однофазный синхронный электродвигатель

Сетоз Советскнк

Соцналнстнчесинк

Республик и 904130

Оп ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6I ) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 060379 (21) 2733838/24-07 с присоединением заявки М (23 ) Приоритет

Опубликовано 070282 Бюллетень М 5

Дата опубликования описания 073232 (5I)M. Кл.

Н 02 К 21/16

9тоударатмкныИ коиктет

СССР ао долам нзобротонкй н открытк11 (53) УДК 621.313 .323(088.8) (72) Авторы изобретения

В.П. Колесников и В.Т. Кафтанат " (7!) Заявитель (54) ОДНОФАЗНЫЙ СИНХРОННЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ

Изобретение относится к электрическим машинам, в частности к однофазным самозапускающимся синхронным микродвигателям с постоянными магнитами. !

Известны однофазные синхронные электродвигатели, содержащие кольцевую обмотку, охваченную магнитопро" вздами с входящими друг в друга кагтеобразными полюсами различной шифи.ны и длины, часть из которых экрани рована короткозамкнутыми пластинами и смещена по окружности относительно неэкранированных полюсов на угол (180 се,) электрических градусов, где с - угол временного сдвига магнитных

Потоков, проходящих через экранированные полюса, относительно магнитных потоков неэкранированных полюсов, и ротор с многополюсным постоянным магнитом.

В таких электродвигателях пуск и однонаправленное вращение ротора достигается взаимодействием вращаю2 щегося, в общем случае, эллиптического магнитного поля статора с полюсами ротора. P ).

Недостатком известных электродвигателей является наличие в их составе двух магнитопроводов различных по геометрии, что требует для их изготовления двух сложных вырубных и гибочных штампов.

Наиболее близким к предлагаемому является однофазный синхронный электродвигатель, содержащий

Недостатком такого. электродвйгателя является то, что он содержит в своем составе два магнитопровода, различных по геометрии, а следователь904130 4

15 формула изобретения

55 но, для его изготовления также необходимы два штампа.для вырубки и гибки полюсов, что усложняет конструкцию и технологию изготовления.

Кроме того, необходимость выполнения части полюсов со сдвигом от нормального положения нарушает условия получения кругового вращающегося поля, согласно которым пространственный сдвиг всех экранированных полюсов относительно всех неэкранированных должен составлять (180 ) эл. град., что в своа очередь приводит к появлению обратного вращения ротора, особенно при относительно больших моментах инерции нагрузки.

Цель изобретения - упрощение конструкции и технологии изготовле-. ния электродвигателя.

Указанная цель достигается тем, что полюса в каждой группе выполнены с длиной полюсной дуги, равной

0,6-0,75 оТ длины дуги полюсного деления и смещены друг относительно друга на 180 эл. град., а полюса магнитопроводов, перекрывающиеся по ширине, выполнены укороченными с аксиальным зазором между ними, равным 0,2-0,8 ширины полюса.

Для обеспечения однонаправленного вращения при значительных моментах инерции нагрузки длина неэкранированных полюсов выполнена равной

0,7-0,95 длины экранированных полюсов, или длина экранированных полюсов, перекрывающихся по ширине с неэкранированными полюсами„ может быть выполнена в 1,1-1,5 раза боль we длины неэкранированных полюсов.

На фиг. 1 представлен электродвигатель, продольный разрез; на фиг.2развертка полюсов статора для частного случая смещения групп полюсов на 135 эл.град.

Статор двигателя содержит кольцевую катушечную обмотку 1, охваченную магнитопроводами 2 с когтеобраз" ными полюсами 3, часть из которых экранирована короткозамкнутыми витками 4, например, медными. Ротор 5 двигателя содержит кольцевой постоянный магнит 6, спресованный пластмассой на валу 7 и намагниченный по окружности с чередованием полюсности.

Полюса 3 смещены друг относительно друга в каждой группе на 180 эл. град, и 120- 150 эл.град между группами экранированных и неэкранированных полюсов 3. 4асть полюсов 3, в частности О и 9, перекрывающихся по длине, может быть выполнена укороченными,с зазором между ними 0,2-0,8 ширины полюса 3.

Пуск и однонаправленное вращение двигателя достигается взаимодействием вращающегося, близкого к круговому, магнитного поля статора с полюсами ротора.

Электродвигатель имеет простую конструкцию и низкую трудоемкость изготовления вследствие того, что обе части магнитопровода могут быть выполнены одним штампом, обладает хорошими пусковыми и рабочими характеристиками, в том числе и при значительных моментах инерции нагрузки.

1. Однофазный синхронный электро= двигатель, содержащий статор с кольцевой катушкой, размещенной внутри магнитопровода с когтеобразными полюсами, выполченными в виде групп, смещенных относительно друг друга на угол 120-150 эл.град., часть из которых экранирована короткозамыкаащими витками, ротор с многополюсным магнитом, отличающийся тем, что, с целью упрощения .конструкции и технологии изготовления двигатФ" ля, полюса в каждой группе выполнены с длиной полюсной дуги, равной 0,60,75 от длины дуги полюсного деления и смещены друг относительно друга на 180 эл.град., а полюса магнитопроводов, перекрывающиеся по ширине, выполнены укороченными с аксиальным зазором между ними, равным 0,2-0,8 ширины полюса.

2. Электродвигатель по и. 1, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью обеспечения однонайравленного вращения при значительных моментах инерции нагрузки, длина неэкраниро- ванных полюсов. выполнена равной 0,70,95 длины экранированных полюсов.

3. Электродвигатель по п.1, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью обеспечения однонаправленного вращения при больших моментах инерции нагрузки, длина экранированных полюсов, перекрывающихся по ширине с неэкранированными полюсами, выпол904130

1Ж ОУ

Составитель 8. Трегубов

Редактор Л. Горбунова. Техред 3. Фанта Корректор M. Bapoau

Заказ 150/43 Тираж 718 Подписное

8НИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1130350 Москва, Ж 35 Рауйская наб.,д.4/5

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4

5 иена в 1,1-1,5 раза больше длины неэкранированных полюсов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. кл.

2. кл. Н

Патент Англии ь 1397532, 2 А, 1972.

Патент Явейцарии и 561474, 02 К 21/16, 1975.

www.findpatent.ru

однофазный синхронный электродвигатель - патент РФ 2152119

Использование: в качестве шаговых двигателей. Технический результат: уменьшение потребляемой электродвигателем мощности при сохранении высоких пусковых и рабочих характеристик. Электродвигатель содержит статор с кольцевой катушкой, размещенной между торцевыми узлами магнитопровода с когтеобразными полюсами, и ротор с многополюсным магнитом. Число полюсов магнита равно числу когтеобразных полюсов магнитопровода. Полюса магнитопровода объединены в четное количество групп, содержащих одинаковое число полюсов, преимущественно две в каждом торцевом узле магнитопровода. Все полюса несмежных групп полюсов экранированы короткозамкнутыми витками. Полюса в каждой группе выполнены с длиной полюсной дуги 0,6-0,75 длины дуги полюсного деления и смещены относительно друг друга в каждой группе на 180 и на 90-110 эл. град. между группами экранированных и неэкранированных полюсов. Полюса противоположных торцевых узлов, перекрывающиеся по ширине, выполнены укороченными с аксиальным зазором между ними. Взаимным смещением на 90-110 эл. град. экранированных и неэкранированных групп полюсов добиваются компенсации реактивной составляющей синхронного момента, что позволяет уменьшить потребляемую электродвигателем мощность. 2 з.п. ф-лы, 3 ил. Изобретение относится к области электротехники, в частности к однофазным самозапускающимся синхронным микродвигателям с постоянными магнитами, которые могут быть использованы также в качестве шаговых двигателей. Известен однофазный синхронный микродвигатель с постоянными магнитами, содержащий статор с двумя кольцевыми магнитопроводами с когтеобразными полюсами, смещенными относительно друг друга в разных магнитопроводах, ротор с кольцевым постоянным магнитом с чередующимися полюсами на внешней поверхности и кольцевые обмотки, размещенные внутри магнитопроводов. Полюса в одном из магнитопроводов экранированы [1]. Недостатками известного однофазного синхронного микродвигателя являются: - невысокие пусковые и рабочие характеристики, а именно отсутствие надежного однонаправленного запуска и равномерного вращения двигателя, вызванные эллиптическим характером вращающегося магнитного поля, создаваемого кольцевыми обмотками и магнитной системой статора; - высокое потребление мощности, обусловленное большой величиной реактивной составляющей момента. Известен наиболее близкий к заявляемому техническому решению, выбранный в качестве ближайшего аналога однофазный синхронный электродвигатель, содержащий статор с кольцевой катушкой, размещенной между торцевыми узлами магнитопровода с когтеобразными полюсами, и ротор с многополюсным магнитом, число полюсов которого равно числу когтеобразных полюсов магнитопровода. Полюса магнитопровода объединены в две группы, содержащие одинаковое число полюсов и смещенные относительно друг друга на 120-150 эл. град., при этом все полюса одной из групп экранированы короткозамкнутыми витками. Полюса в каждой группе выполнены с длиной полюсной дуги 0,6 - 0,75 длины дуги полюсного деления и смещены относительно друг друга на 180 эл. град., а полюса, перекрывающиеся по ширине, выполнены укороченными с аксиальным зазором между ними, равным 0,2-0,8 ширины полюса [2]. Известный однофазный синхронный электродвигатель имеет достаточно высокие пусковые и рабочие характеристики. Надежный пуск и однонаправленное вращение двигателя достигаются за счет высокой степени близости к круговому вращающегося магнитного поля, создаваемого в воздушном зазоре двигателя обмоткой возбуждения и магнитной системой статора. Недостатком известного однофазного синхронного электродвигателя является достаточно высокое потребление мощности, обусловленное большой величиной реактивной составляющей синхронного момента. Задачей изобретения является уменьшение потребляемой электродвигателем мощности при сохранении высоких пусковых и рабочих характеристик. Поставленная задача решается за счет того, что при использовании существенных признаков, характеризующих известный однофазный синхронный электродвигатель, содержащий статор с кольцевой катушкой, размещенной между торцевыми узлами магнитопровода с когтеобразными полюсами, и ротор с многополюсным магнитом, число полюсов которого равно числу когтеобразных полюсов магнитопровода, которые объединены в четное количество групп, содержащих одинаковое число полюсов и смещенных относительно друг друга, при этом полюса в каждой группе выполнены с длиной полюсной дуги, равной 0,6 - 0,75 длины дуги полюсного деления, и смещены относительно друг друга на 180 эл. град., а полюса противоположных торцевых узлов, перекрывающиеся по ширине, выполнены укороченными с аксиальным зазором между ними, при этом все полюса несмежных групп полюсов экранированы короткозамкнутыми витками, в соответствии с изобретением группы полюсов смещены относительно друг друга на 90-110 эл. град. Преимущественный вариант выполнения однофазного синхронного электродвигателя предполагает соединение торцевых частей магнитопровода статора посредством магнитопровода. В преимущественном варианте выполнения однофазного синхронного электродвигателя число групп когтеобразных полюсов в торцевом узле магнитопровода равно двум. Объединение когтеобразных полюсов магнитопровода в четное количество групп, содержащих одинаковое число полюсов, смещение групп полюсов относительно друг друга на 90-110 эл.град., экранирование всех полюсов несмежных групп короткозамкнутыми витками, а также выполнение полюсов в каждой группе с длиной полюсной дуги, равной 0,6 - 0,75 длины дуги полюсного деления, и смещение их относительно друг друга на 180 эл. град. позволяют: - увеличить временной сдвиг магнитных потоков экранированных полюсов, имеющих суженную перемычку в короткозамкнутых участках экранов, относительно магнитных потоков соседних неэкранированных полюсов; - обеспечить более высокое потокосцепление ротора и статора за счет увеличения площади вышеуказанных суженных перемычек, что, вместе взятое, приводит к достижению высокой степени близости к круговому вращающегося магнитного поля, создаваемого обмоткой возбуждения и магнитной системой статора в воздушном зазоре двигателя, что обеспечивает надежный пуск и однонаправленное вращение двигателя, т.е. высокие пусковые и рабочие характеристики. Благодаря объединению когтеобразных полюсов магнитопровода в четное количество групп, содержащих одинаковое число полюсов, смещению групп полюсов относительно друг друга на 90-110 эл. град. и экранированию всех полюсов несмежных групп полюсов короткозамкнутыми витками происходит компенсация реактивной составляющей синхронного момента, имеющего для каждой из групп характер второй гармонической составляющей, что позволяет уменьшить величину тока в обмотке возбуждения, необходимого для пуска и вращения двигателя, а следовательно, и потребляемую электродвигателем мощность. Соединение торцевых частей магнитопровода статора посредством магнитопровода позволяет уменьшить рассеяние магнитного потока, что также ведет к уменьшению потребляемой электродвигателем мощности. Выполнение электродвигателя с числом групп когтеобразных полюсов в торцевом узле магнитопровода, равным двум, позволяет уменьшить до двух количество полюсов, имеющих ослабленную экранировку, обусловленную наличием суженной перемычки в короткозамкнутых участках экранов, а также увеличить площадь указанных суженных перемычек, что позволяет еще больше увеличить потокосцепление ротора и статора и достичь более высокую степень близости вращающегося магнитного поля к круговому, что обеспечивает высокие пусковые и рабочие характеристики. Более подробно заявляемое техническое решение рассматривается на чертежах, где представлены: - на фиг. 1 развертка полюсов магнитопровода статора с числом групп когтеобразных полюсов в торцевом узле магнитопровода, равным двум; - на фиг. 2 поперечный разрез полюсной системы ротора и статора с числом групп когтеобразных полюсов в торцевом узле магнитопровода, равным двум; - на фиг. 3 торцевой узел магнитопровода с числом групп когтеобразных полюсов, равным двум, с насаженными на полюса одной из групп экранами. Статор однофазного синхронного электродвигателя содержит магнитопровод, выполненный в виде двух торцевых узлов 1 с когтеобразными полюсами 2, соединенных посредством внешнего цилиндрического магнитопровода (на чертеже не показан), и кольцевую катушку (на чертеже не показана), размещенную между торцевыми узлами 1 магнитопровода. Ротор электродвигателя выполнен в виде радиально намагниченного постоянного магнита 3, опрессованного пластмассой на валу 4. Число полюсов многополюсного магнита 3 ротора равно числу когтеобразных полюсов 2 обоих торцевых узлов 1 магнитопровода статора. Полюса 2 магнитопровода объединены в четное количество групп (на чертеже показан частный случай, когда число групп когтеобразных полюсов 2 в каждом торцевом узле 1 магнитопровода равно двум), содержащих одинаковое число полюсов 2. На торцевых узлах 1 магнитопровода расположены экраны 5, в частности, медные, образующие короткозамкнутые витки, причем экранированы все полюса 2 несмежных групп (в преимущественном варианте исполнения экранированы все полюса 2 одной группы полюсов в каждом торцевом узле 1 магнитопровода). Полюса 2 выполнены с длиной полюсной дуги, равной 0,7 длины дуги полюсного деления, и смещены относительно друг друга в каждой группе на 180 эл.град. и на 100 эл. град. между группами экранированных и неэкранированных полюсов 2. Часть полюсов 2, перекрывающихся по ширине, в частности 6 и 7, выполнены укороченными с аксиальным зазором между ними, равным 0,5 ширины полюса. Однофазный синхронный электродвигатель работает следующим образом. Под действием напряжения, приложенного к катушке статора, по ней протекает ток, образующий в воздушном зазоре электродвигателя магнитное поле. Короткозамкнутые витки экрана 5 создают фазовый сдвиг между магнитными потоками под экранированными и неэкранированными группами полюсов 2, вследствие чего в воздушном зазоре электродвигателя образуется вращающееся магнитное поле. В результате взаимодействия этого поля с магнитным полем, создаваемым постоянным магнитом 3 ротора, возникает вращающий момент. Степень эллиптичности вращающегося магнитного поля в воздушном зазоре двигателя, а следовательно, надежность однонаправленного запуска и равномерность вращения двигателя существенно зависят от степени экранирования полюсов 2. На фиг. 3 пунктиром показаны пути протекания токов в короткозамкнутых участках экранов 5, откуда видно, что один из группы экранированных полюсов 2 имеет ослабленную, по сравнению с другими полюсами этой группы, экранировку из-за наличия суженной перемычки в короткозамкнутом участке экрана. Однако благодаря сдвигу групп полюсов 2 на 90-110 эл.град., вместо 120-150 эл.град. у двигателя-прототипа, ширина перемычки увеличивается, что обеспечивает более высокое потокосцепление ротора и статора и большую близость вращающегося магнитного поля в воздушном зазоре двигателя к круговому, т.е. высокие пусковые и рабочие характеристики электродвигателя. Синхронный момент, развиваемый двигателем, содержит основную и реактивную составляющие, пропорциональные синусу угла между осями магнитных потоков статора и ротора. Реактивная составляющая момента имеет для каждой из групп полюсов 2 характер второй гармонической. Смещением групп полюсов 2 относительно друг друга на 90-110 эл.град. добиваются компенсации реактивной составляющей, что позволяет уменьшить ток в катушке, необходимый для пуска и вращения электродвигателя, а следовательно, уменьшить потребляемую электродвигателем мощность. Оптимальное смещение групп полюсов 2 относительно друг друга, при котором достигается наибольшая компенсация реактивной составляющей синхронного момента, позволяющая уменьшить потребляемую мощность примерно в 2 раза по сравнению с прототипом, составляет 100 эл.град. При смещении, меньшем 90 эл.град и большем 110 эл.град., такой результат не достигается. При использовании предлагаемого синхронного электродвигателя в качестве шагового двигателя за счет большой степени экранирования полюсов и, как следствие, увеличения внутреннего демпфирования обеспечивается стабильная и устойчивая работа во всем диапазоне управляющих частот от нуля до максимальной. Заявляемое техническое решение полностью решает задачу, стоящую перед изобретением. Заявляемое техническое решение с характеризующими его отличительными признаками на настоящее время в Российской Федерации и за границей не известно и отвечает требованиям критерия "Новизна". Заявляемое техническое решение является оригинальным, не вытекает очевидным образом из существующего уровня техники, дает значительный положительный эффект и отвечает требованиям критерия "Изобретательский уровень". Заявляемый однофазный синхронный электродвигатель может изготавливаться промышленным способом, включая серийное производство, с использованием известных технических средств, технологий, материалов и комплектующих и отвечает требованиям критерия "Промышленная применимость". Библиографические данные 1. Пат. Великобритании N 1377361, НКИ: H 2 A, публ. 1970 г. 2. Пат. РФ N 1836786, МПК5: H 02 К 21/16, пр. 27.06.91, публ. 23.08.93.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Однофазный синхронный электродвигатель, содержащий статор с кольцевой катушкой, размещенной между торцевыми узлами магнитопровода с когтеобразными полюсами, и ротор с многополюсным магнитом, число полюсов которого равно число когтеобразных полюсов магнитопровода, причем полюса магнитопровода объединены в четное количество групп, содержащих одинаковое число полюсов и смещенных относительно друг друга, при этом полюса в каждой группе выполнены с длиной полюсной дуги 0,6 - 0,75 длины дуги полюсного деления и смещены относительно друг друга на 180 эл.град., а полюса противоположных торцевых узлов, перекрывающиеся по ширине, выполнены укороченными с аксиальным зазором между ними, при этом все полюса несмежных групп полюсов экранированы короткозамкнутыми витками, отличающийся тем, что группы полюсов смещены относительно друг друга на 90 - 110 эл.град. 2. Электродвигатель по п.1, отличающийся тем, что торцевые части магнитопровода статора соединены посредством магнитопровода. 3. Электродвигатель по п.1, отличающийся тем, что число групп когтеобразных полюсов в торцевом узле магнитопровода равно двум.

www.freepatent.ru

Однофазный синхронный электродвигатель

Использование: электротехника, в частности однофазные самозапускающиесд 2 синхронные микродвигатели с постоянными магнитами. Сущность изобретения: однофазный синхронный электродвигатель содержит магнитопровод 1, статора с полюсами , экраны 2, постоянный магнит 3. Новым в электродвигателе является выполнение полюсов магнитопровода.1 в виде двух групп, содержащих одинакооое количество полюсов. При этом полюса, входящие в одну из групп, экранированы экранами 2, что приводит к уменьшению эллиптичности.вращающихся полей и, как следствие, к повышению пускового момента и равномерности вращения,.т.к. к улучшению пусковых и рабочих характеристик электродвигателя. 6 ил.

союз советских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (siis Н 02 К 21/16

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР}

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

Од (21) 4955124/07 (22) 27.06.91 (46) 23.08.93. Бюл. ¹ 31 (71) Научно-производственное творческое акционерное общество "АКВ" (72) B.Ï.Êîëåñíèêoâ, В.Д.Косулин и В,В,Коз-. лов (73) Научно-производственное творческое акционерное общество "АКВ" (56) Авторское свидетельство СССР № 904130, ки. Н 02 К 21/16, 1973. (54) ОДНОФАЗНЫЙ СИНХРОННЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ (57) Использование: электротехника, в частности однофазные самозапускающиеся

„„Я „„1836786 А3 синхронные микродвигатели с постоянными магнитами, Сущность изобретения: однофазный синхронный электродвигатель содержит магнитопровод 1, статора с полюсами, экраны 2, постоянный магнит 3. Новым в электродвигателе является выполнение полюсов магнитопровода.1 в виде двух групп, содержащих одинаковое количеСтво полюсов. При этом полюса, входящие в одну из групп, экранированы экранами 2, что приводит к уменьшению эллиптичности.вращающихся полей и, как следствие, к повышению пускового момента и равномерности вращения,.т,к.,к улучше-нию пусковых и рабочих характеристик электродвигателя. 6 ил.

1836786

Изобретение относится к области электротехники, в частности к однофазным самозапускзющимся синхронным микродвигателям с постоянными магнитами, и является усовершенствованием из- 5 вестного устройства, описанного в авт.св.

СССР М 904130.

Целью дополнительного изобретения является улучшение пусковых и рабочих характеристик электродвигателя за счет обеспечения максимально возможного для электродвигателей такого типа потокосцепления ротора и статора и повышения эффективности зкранирования полюсов.

На фиг.1 и 2 соответственно представлены развертка полюсов магнитопровода статора и поперечный разрез полюснол системы статора и ротора предлагаемого электродвигателя; на фиг,3 вЂ” узел (один из двух в двигателе}, состоящий из магнитопровада 20 с насаженными на часть его полюсов экранами, например медными, предлагаемого электродвигателя; на фиг,4 вЂ” развертка полюсов магнитопровода статора электродвигателя по авт.св. СССР N. 904130; на фиг.5 вЂ” 25 поперечный разрез полюсной системы статара и ротора электродвигателя по авт.св.

СССР М 904130; на фиг,6 вЂ” узел (один из двух в двигателе), состоящий из магнитопровода с насаженными на часть его полю- 30 сов экранами, например, медными, электродвигателя по авт,св. М 904130.

На фиг.1 вЂ” 3 обозначено: 1 вЂ” мзгнитоп ровод; 2 вЂ” экран; 3 вЂ” постоянный магнит ротора предложенного двигателя, На фиг,4 вЂ” 6 35 обозначено; 4 вЂ” магнитопровод; 5 вЂ” экран; 6 вЂ” постоянный магнит ротора двигателя по авт.св, СССР N 904130.

На магнитопроводе 1 предложенного электродвигателя располо>кены экраны 2, на- 40 пример, медные, образующие коротказамк-. нутые витки, число полюсов магнитопровода

1 равно числу полюсов постоянного магнита рбтора 3. На магнитопроводе 4 электродвигателя по авт.св. СССР N 904130 расположены 45 экраны 5, например, медные, образующие

Короткозамкнутые витки, Число полюсов магнитопровада 4 равно числу полюсов постояннога магнита ротора 6, Пуск и однонаправленное вращение 50 двигателя достигается взаимодействием вращающегося, близкого к круговому, магнитного поля, создаваемого обмоткой (на фиг.1-6 не показана), с полюсами постоянного магнита ротора 3. С епень эллиптично- 55 сти вращающегося магнитного поля, а следовательно, и рабочие характеристики электродвигателя зависят от степени экранирования полюсов. Как видно из фиг.1 и 2, в предлагаемом электродвигателе имеются только две зоны (А и В) полюсной системы, в которых не обеспечивается максимального потокосцепления полюсов магнитапровода и ротора. Как видно из фиг.4 и 5, в электродвигателе по авт.св. СССР М 904130 имеется четыре зоны (А и Б ) полюсной системы, в которых не обеспечивается максимального потокосцепления ротора и статора из-за местного неравенства их полюсных делений. Следовательно, общее потокосцепление в предлагаемом двигателе больше, чем в двигателе по авт.св. СССР М

904130. На фиг.6 пунктирными линиями на экранах 5 вокруг полюсов магнитопровода

4 показзны пути протекания токов, возникающих з короткоззмкнутых участках экранов электродвигателя па авт.св. СССР М

904130. Из фиг.6 видно. что в этом случае четыре из восьми экранированных полюсов (полюса Г ) имеют ослабленную экранировку по сравнению с полюсами В . Это обстоятельство обьясняется наличием в экранах

5 суженных перемычек П и приводит к тому, что угол временного сдвига магнитных потоков пол асов Г относительно магнитных потоков соседних неэкранированных полюсов

В оказывается меньше, чем у полюсов полностью экранированных, что приводит к более высокой степени эллиптичности вращающихся полей пар полюсов, к неравномерному вращению и к склонности вращенИя ротора в обратную сторону при малых моментах нагрузки нз валу. На фиг.3 пунктирными линиями показаны пути протекания токов в кароткозамкнутых участках экранов 2 в предлагаемом двигателе, откуда видно, что только два из восьми экранированных полюсов (полюса Г) имеют ослабленную экранировку по сравнению с полюсами

В. Как следствие, в предлагаемом электродвигателе имеет место меньшая эллиптичность вращающихся полей, более равномерное вращение ротора и меньшая склонность вращения ротора в обратную сторону по сравнению с электродвигателем по авт.св. СССР N. 904130.

Выполнение электродвигателя с двумя группами экранированных и неэкранированных полюсоь по сравнению с четырьмя группами по авт.св. СССР N 904130 позволяет в среднем в 1,5 раза умень JlNTb потребляемун> мощность при одновременном, увеличении в 1,8-2 раза синхронного вращающего момента при одинаковых габаритах электродвигателя.

Предлагаемый электродвигатель с успехом может быть использован в качестве однофззного шагового двигателя. При этом, за счет большел степени экрзнирования полюсов и. как следствие. увеличения внутренне1836786

ro демпфирования шаговый двигатель обеспечивает стабильную и устойчивую работу во всем. диапазоне управляющих частот от нуля до максимальной.

Формула изобретения

Однофазный синхронный электродвигатель, содержащий статор с кольцевой катушкой, размещенной внутри магнитопровода с когтеобраэными полюсами, выполненными в виде групп, которые смещены одна относительно другой на 120-150 эл.град., и ротор с многополюсным магнитом; полюса в каждой группе выполнены с длиной полюсной дуги, равной 0,6-0;75длины дуги пол1осного деления, и смещены относительно друг друга на 180 эл,град., полюса, перекрещивающиеся по ширине, выполнены укорочен5- ными с аксиальным зазором между ними, равным 0.2-0,8 ширины полюса, а часть полюсов экранирована короткозамыкающими .

° витками, отличающийся тем, что, С целью улучшения пусковых и рабочих харак10 теристик, число трупп, содержащих одинаковое количество полюсов магнитопровода статора, равно двум, при этом экранированы полюса одной из групп.

183.6786

4 дьр. у б (!

Рог. 5

1836786

Составитель В. Колесникова

Редактор А. Мельникова Техред M.Moðãåíòàë, Корректор Л. Пилипенко

Заказ 3026 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Рауюская наб.. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина. 101

www.findpatent.ru

однофазный синхронный электродвигатель - патент РФ 2093945

Изобретение относится к области электротехники, а именно к электрическим машинам, и может быть использовано как однофазный самозапускающийся синхронный электродвигатель с ротором из постоянного магнита. Задачей изобретения является улучшение пусковых и рабочих характеристик однофазного синхронного электродвигателя за счет обеспечения максимально возможного потокосцепления статора и ротора и повышения эффективности экранирования полюсов. Однофазный синхронный электродвигатель содержит статор с установленной в нем катушкой и ротор с постоянным многополюсным магнитом. Катушка установлена в статоре посредством узлов магнитопровода и расположена внутри них. Каждый узел магнитопровода составлен из двух магнитопроводных частей 6, 7, образующих каждый полюс из двух половин 8, 9. Магнитопроводные части 6, 7 разделены экраном 10, выполненным в виде диска со сквозными отверстиями 11, через которые простираются половины 9 каждого полюса. Предлагаемый электродвигатель может быть использован в качестве однофазного шагового электродвигателя. При этом, за счет большей степени экранирования полюсов и, как следствие, увеличения внутреннего демпфирования, шаговый электродвигатель обеспечивает стабильную и устойчивую работу во всем диапазоне управляющих частот от нуля до максимальной. 4 з.п. ф-лы, 4 ил. Изобретение относится к области электротехники, а именно к электрическим машинам, и может быть использовано, в частности, как однофазный самозапускающийся синхронный электродвигатель с ротором из постоянного магнита. Уже известен однофазный синхронный электродвигатель, описанный в авторском свидетельстве СССР (SU) N1836786, кл. H 02 K 21/16, 1993. Известный однофазный синхронный электродвигатель содержит статор с кольцевой катушкой, размещенной внутри узлов магнитопровода с двумя группами когтеобразных полюсов, и ротор с многополюсным постоянным магнитом. Число когтеобразных полюсов равно числу полюсов магнита ротора. Каждый узел магнитопровода включает в себя экранирующую пластину сложной формы, через отверстия которой простираются полосы одной из групп. При этом экранирующая пластина выполняет функцию короткозамыкающего витка, создающего сдвиг фаз между магнитными потоками экранированных и неэкранированных полюсов. Тем самым формируется вращающееся магнитное поле статора. Однако пусковые и рабочие характеристики этого электродвигателя недостаточно оптимизированы. Это вызвано наличием двух зон на стыках групп полюсов между собой, где не обеспечено максимальное потокосцепление полюсов магнитопровода и ротора из-за неравенства их полюсных делений и присутствия укороченных полюсов. К этому же результату приводит ослабленное экранирование, вызванное сужением межполюсной перемычки экранирующей пластины на стыке со стороны укороченных полюсов. Задачей изобретения является улучшение пусковых и рабочих характеристик однофазного синхронного электродвигателя за счет обеспечения максимально возможного потокосцепления статора и ротора и повышение эффективности экранирования полюсов. Указанная задача в однофазном синхронном электродвигателе, содержащем статор с кольцевой катушкой, размещенной внутри узлов магнитопровода с когтеобразными полюсами, число которых равно числу полюсов многополюсного магнита ротора, а часть полюсов каждого узла магнитопровода экранирована короткозамыкающим витком, решается тем, что каждый узел магнитопровода составлен из двух разделенных экраном магнитопроводных частей, выполненным в виде диска со сквозными отверстиями, размер которых больше размера половины полюса, простирающегося через него. Согласно изобретению экранирована может быть половина каждого полюса, одинаково расположенная относительно оси полюса. Кроме того, все смежные полюсы магнитопроводных частей смещены один относительно другого на 180 эл. град. их половины выполнены с длиной полюсной дуги, равной 0,2 0,4 длины дуги полюсного деления, и с тангенциальным зазором между ними 0,1 0,3 длины дуги полюсного деления. В частном случае экранированная половина каждого полюса электродвигателя выполняется длиннее смежной с ней половины полюса на величину, равную сумме толщины экрана и толщины магнитопровода. Магнитопроводные части электродвигателя могут быть соединены посредством внешнего магнитопровода статора. Приведенная совокупность признаков в сравнении с известным уровнем техники позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию "новизна". В то же время, совокупность отличительных признаков, приводящая к решению поставленной задачи, явным образом не следует из уровня техники, поэтому заявляемое техническое решение соответствует критерию "изобретательский уровень". Изобретение поясняется следующими чертежами. На фиг. 1 схематично представлена магнитная система электродвигателя; на фиг. 2 изображена развертка полюсов магнитопровода с экраном; на фиг. 3 показана в аксонометрии часть узла магнитопровода, образующая полюс одной полярности; на фиг. 4 представлен электродвигатель в разрезе. Однофазный синхронный электродвигатель содержит статор 1 с установленной в нем катушкой 2 и ротор 3 с постоянным магнитополюсным магнитом 4. Катушка 2 установлена в статоре 1 посредством узлов магнитопровода 5 и расположена внутри них. Каждый узел магнитопровода 5 составлен из двух магнитопроводных частей 6, 7, образующих каждый полюс из двух половин 8, 9. Магнитопроводные части 6, 7 разделены экраном 10, выполненным в виде диска со сквозными отверстиями 11, через которые простираются половины 9 каждого полюса. Таким образом, половины 9 каждого полюса охвачены экраном 10. Поскольку свободные торцы полюсов каждого угла магнитопровода 5 лежат в одной плоскости, то экранированная половина 9 каждого полюса длиннее смежной с ней половины 8 полюса на величину, равную сумме толщины экрана 10 и толщины магнитопроводной части 6. Все магнитопроводные части соединены внешним магнитопроводом 12 статора 1. Полюсы узлов магнитопровода 5 равномерно разнесены по окружности со смещением на 180 эл. град. как показано на фиг. 1 и 2. Длина полюсной дуги каждой половины полюса лежит в пределах 0,2 0,4 длины дуги полюсного деления, что вызвано, с одной стороны, магнитной насыщаемостью полюсов и их прочностными свойствами, а с другой стороны рассеиванием магнитного поля через соседние полюсы. Тангенциальный зазор между половинами 8, 9 каждого полюса составляет 0,1 0,3 длины дуги полюсного деления, что также вызвано необходимостью снизить взаимное рассеивание магнитных полей половин 8, 9 каждого полюса и прочностными свойствами материала, из которого они изготовлены. Однофазный синхронный электродвигатель работает следующим образом. При подключении к сети переменного тока катушка 2 формирует переменное магнитное поле, напряженность которого концентрируется в воздушном зазоре между половинами 8, 9 полюсов и постоянным магнитом 4. Так как половина 9 каждого полюса охвачена экраном 10, переменное магнитное поле через эту половину полюса сдвигается по фазе в сторону отставания относительно магнитного поля, проходящего через неэкранированную половину 8 этого же полюса. Таким образом, переменные магнитные поля через половины 8, 9 полюса образуют вращающееся магнитное поле, которое взаимодействует с постоянным магнитом 4 ротора 3 и увлекает его за собой в синхронное вращение. Пуск и однонаправленное вращение однофазного синхронного электродвигателя достигаются взаимодействием вращающегося, близкого к круговому, магнитного поля, создаваемого катушкой статора, с полюсами постоянного магнитного ротора. Следовательно, пусковые и рабочие характеристики электродвигателя зависят от величины потокосцепления статора и ротора и от степени эллиптичности вращающегося магнитного поля статора, зависящего от эффективности экранирования части полюсов. Как видно из фиг. 1 и фиг. 2, все разноименные полюсы узлов магнитопровода 5 расположены абсолютно симметрично через полюсное деление (180эл. град.) и их число равно числу полюсов постоянного магнита 4 ротора 3. Примененная система экранирования позволяет исключить сужения межполюсных перемычек экрана 10. Как следствие, предлагаемый электродвигатель имеет максимально возможное потокосцепление статора 1 и ротора 3, форма магнитного поля статора 1 максимально приближена к круговой, тем самым достигается улучшение пусковых и рабочих характеристик однофазного электродвигателя. Предлагаемый электродвигатель может быть использован в качестве однофазного шагового электродвигателя. При этом, за счет большей степени экранирования полюсов и, как следствие, увеличения внутреннего демпфирования, шаговый электродвигатель обеспечивает стабильную и устойчивую работу во всем диапазоне управляющих частот от нуля до максимальной.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

www.freepatent.ru

Однофазный синхронный электродвигатель

Изобретение относится к электротехнике , к шаговому электроприводу. Цель состоит в расширении функциональных возможностей путем обеспечения шагового режима и управления однополярными импульсами. Двигатель содержит статор с обмоткой 1, размещенной на сердечнике 2, который соединен с магнитопроводом 3, несущим постоянный магнит 4 с полюсами чередующейся полярности, часть из которых с одной полярностью имеет протяженность больше половины двойного полюсного деления за счет того, что такая же часть смежных полюсов другой полярности имеет меньшую протяженность. Ротор 7 выполнен когтеобразным с числом зубцов, в два раза меньшим числа полюсов магнита 4, жестко соединен с зубчатым колесом 8, вращающимся на оси 9. 3 ил.fi

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (52) 4 Н 02 K 37/10 (ф(p(г q (1 . е

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АBTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ.13

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3932008/24-07 (22) 19.07.85 (46) 07.03.88. Бил. Ь 9 (72) А.М.Знов, Е.Г,Орлов и И.M.Ïàëèé (53) 621.313.13-133.32(088,8) (56) Авторское свипетельство СССР

11 465698, кл. Н 02 К 19/00, 1968.

Патент СНА 1(3304451, кл. 310-154, 1963. (54 ) ОДНО

Ротор 7 выполнен когтеобразным с числом зубцов, в два раза меньшим числа полюсов магнита 4, жестко соединен с зубчатым колесом 8, вращающимся на оси 9. S ил.

1379899

Изобретение относится к электротехнике, а именно к шаговому электроприводу.

Цель изобретения вЂ” расширение

5 функциональных воэможностей путем обеспечения шагового режима работы и управления однополярными импульсами.

На фиг. 1 показан предлагаемый электродвигатель, продольный разрез; на фиг. 2-4 вЂ” картины поля для разных положений ротора; на фиг. 5 кривая фиксирующего момента, поясняющая принцип работы двигателя.

Двигатель содержит статор, кольцевая обмотка 1 которого размещена на сердечнике 2, соединенном с магнитопроводом 3 и являющимся одновременно корпусом двигателя. Внутри магнитопровода 3 размещен многополюсный постоянный магнит 4 с чередующимися вдоль окружности полюсами 5 и 6. Протяженность южных полюсов 5 магнита

4, обращенных к ротору, больше протяженности северных полюсов 6 за 25 счет перераспределения их длины.При этом общая протяженность каждой пары разноименных полюсов остается равной двойному полюсному делению (фиг. 2), определяемому обычным пу- 3О тем, т,е, для равнопротяженных полю- . сов, Ротор 7 двигателя выполнен когтеобраэным с зубцами, имеющими зубцовый шаг, равный двойному полюсному делению магнита 4, и жестко соединен с зубчатым колесом 8, через ко- 35 торсе подается вращающий момент исполнительному механизму. Внутренняя поверхность колеса 8 и наружная поверхность оси 9, закрепленной в сердечнике ?, представляет собой подшип- 40 ник скольжения, который и обеспечивает ротору возможность вращения.

Двигатель работает следующим образом.

При отсутствии тока в обмотке 1 45 ротор 7 занимает положение, близкое к тому, которое показано на фиг. 4.

Смещение ротора необходимо для обеспечения пускового момента и может быть обеспечено одним из известных средств, например эа счет асимметрии зубцов ротора или за счет дополнительных зубцов.

Рассматриваемое положение ротора

7 является устойчивым и соответствующим наибольшей проводимости для потока постоянного магнита.

При подаче тока в обмотку 1 благодаря взаимодействию его магнитного поля с полем постоянного магнита возникает электромагнитный момент, под действием которого ротор поворачивается на 180 эл. град. После выключения обмотки 1 ротор 7 под действием фиксирующего момента, характер изменения которого приведен на фиг. 5, поворачивается еще на

180 эл. град. и тем самым завершает шаг и цикл работы.

Подача импульса тока той же полярности приводит к повторению цикла работы и к совершению второго шага.

Таким образом, предлагаемый двигатель прост по конструкции и обеспечивает работу в шаговом режиме от однофаэной сети с однополярными импульсами, что позволяет использовать его в дискретном электроприводе.

Формула изобретения

Однофазный синхронный электродвигатель, содержащий статор с кольцевой обмоткой и магнитопроводом, имеющим радиально намагниченный с чередующейся вдоль окружности полярностью многополюсный постоянный магнит, и зубчатый ротор с эубцовым лагом, кратным полюсному делению магнита, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем обеспечения шагового режима работы и управления однополяриыми импульсами, по крайней мере часть полюсов одной полярности на магните выполнена с протяженностью, большей половины его двойного полюсного деления, и такая же часть смежных полюсов противоположной полярности выполнена с протяженностью, меньшей половины двойного полюсного деления магнита.

1379899

I 379899

Составитель В.Калишкин

Редактор H.Òóïèöà Техред М.Ходанич Корректор А.Ильин

Тираж 665 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 990/56

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул ° Проектная, 4