Электродвигатель постоянного тока,совмещенный с датчиком частоты вращения
ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО ТОКА, СОВМЕЩЕННЫЙ С ДАТЧИКОМ ЧАСТОТЫ ВРАЩЕНИЯ, содержащий систему возбуждения двигателя, выполненную на постоянных магнитах чередующейся полярности , закрепленных в магнитопроводящем корпусе, якорь с обмоткой, установленный на немагнитной втулке,, неподвижный и вращающийся магнитопроводы датчика с зубцами, выполненными на обращенных друг к другу цилиндрических Поверхностях, и выходную кольцеобразную обмотку датчика, отличающийся тем, что, с целью улучшения массогабаритных показателей и упрощения конструкции, постоянные магниты одноимённой полярности выполнены удлиненными в осевом направлении , немагнитная втулка в торцовой части со стороны удлиненных магнитов снабжена диском, на наружной поверхности которого укреплен магнитопроводящий цилиндр, расположенный под удлиненными магнитами, а обмотка датчика установлена соосно с цилиндром между системой возбуждения двигателя g и магнитопроводами датчика.
СОЮЗ СОВЕТСНИХ ВМЕНЯЮ
РЕСПУБЛИК ае oD
Н 02 К 11/00
Q), ",8 )Q Н А8ТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР По ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И 0ТНРЫТИЙ I (21) 3562117/24-07 (22) 09.03.83 (46) 30.08.84,Бюл. 9 32 (72) B..Н.Веселовский, Ю.Г.Вислов и И.П.Лихошвай (71) Отделение Всесоюзного научно-исследовательского института злектромеханики (53) 621.313.2(088.8) (5e) 1. Васильев Ю.К. Электромашинные средства автоматики. Киев, "Техника", 1973, с. 35. 2. Авторское свидетельство СССР 9 396788, кл. Н 02 К 11/00, 1973. 3. Авторское свидетельство СССР В 544058, кл. Н 02 К 21/26, 1977. (54)(57) ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ ПОСТОЯННОrO TOm СОВИЕЩЕННЬ1Й C ДАТ 1ИКОИ mnOТы ВРАЩЕНИЯ, содержащий систему возбуждения двигателя, выполненную на постоянных магнитах чередующейся по лярности, закрепленных в магнитопроводящем корпусе, якорь с обмоткой, . установленный на немагнитной втулке,, неподвижный и вращающийся магнитопроводы датчика с зубцами, выполненными на обращенных друг к другу цилиндрических поверхностях, и выходную кольцеобразную обмотку датчика, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью улучшения массогабаритных показателей и упрощения конструкции, постоянные магниты одноименной полярности выполнены удлиненными в осевом направлении, немагнитная втулка в торцовой части со стороны удлиненных магнитов снабжена диском, на наружной поверх- Pg ности которого укреплен магнитопроводящий цилиндр, расположенный под удлиненными магнитами, а обмотка датчика установлена соосно с цилиндром между системой возбуждения двигателя а и магнитопроводами датчика. 1111230 Изобретение относится к электродвигателям п, стоянного тока, пред.назначенным для лентопротяжных и других устройств, для которых важным параметром является равномерность вращения роторов. Измерительными органами, необходимыми для системы стабилизации частоты вращения, могут служить генераторы постоянного, переменного тока, фотоэлектрические и другие датчики, применение которых зависит от степени стабилизации частоты вращения элект,родвигателя. Известны совмещенные электродвигатели, в которых в качестве датчика частоты вращения используются генераторы постоянного тока. Якорь электродвигателя и якорь датчика располо -; I жены на одном валу, а система возбуждения датчика прикрепляется к корпусу электродвигателя (13 . Недостатками таких электродвигателей являются сложность сборки и регулировки из-за наличия двух отдельных электрических машин с отдельными магнитными системами, сложность технологии изготовления якоря датчика частоты вращения, а также увеличенные массогабарнтные показатели. Известен также электродвигатель постоянного тока, совмещенный с дат. чиком частоты вращения в одном корпусе ° Датчик частоты вращения, выполненный в виде электрической машины постоянного тока, размещен внутри якоря электродвигателя и имеет. от:дельную систему магнитного возбужде-. ния L23 Известный электродвигатель характеризуется сложностью конструкции и технологии изготовления, наличием двух систем возбуждения электродвигателя и датчика, а также усложнени-. .ем настройки. Наиболее близким к предлагаемому по технической. сущности является совмещенный двигатель-датчик частоты вращения, содержащий систему возбуждения двигателя, выполненную на постоянных магнитах чередующейся полярности, закрепленных в магнитопроводящем корпусе, якорь с обмоткой, установленный на валу, магнитопрово.ды датчика, выполненйые в виде Г-образных наконечников, каждый из кото.рых скреплен с, одним постоянным магнитом, и выходную обмотку датчика, размещенную на отдельном якоре. Таким образом, в воздушном за".оре датчика создается магнитное поле переменной полярности 63 J. 5 Недостатками совмещенн ого двигателя-датчика являются увеличенные осевые габариты из-за последовательного крепления якорей двигателя и датчика на одном валу, сложность 10 технологии изготовления якоря датчика., Наличие магнитного поля переменной полярности, созданного постоянными магнитами, в воздушном зазоре датчика не позволяет использовать ! 5 более простой.и надежный датчик индукционного типа с большим числом импульсов за оборот, позволяющий повысить степень стабилизациг частоты вращения электродвигателя. Кроме 20 того, при использовании постоянных магнитов из редкоземельных металлов в качестве индуктора двигателя применение Г-образных наконечников, прикрепленных к торцовым поверхностям 25 постоянных магнитов, малоэффективно, так как отвод магнитного потока с боковых поверхностей редкоземельных магнитов незначителен. Цель изобретения — улучшение массогабаритных показателей и упрощение конструкции двигателя постоянного тока. 30 между системой возбуждения двигателя и магнитопроводами датчика. Поставленная цель достигается тем, что в электродвигателе постоянного тока, совмещенном с датчиком частоты вращения, содержащем систему возбуждения двигателя, выполненную на по4 стоянных магнитах чередующейся полярности, закрепленных в магнитопроводя щем корпусе, якорь с обмоткой, установленный на немагнитной втулке, неподвижный и вращающийся магнитопроводы датчика с зубцами, выполненными на обращенных друг к другу цилиндрических поверхностях, и выходную кольцеобразную обмотку датчика, постоянные магниты одноименной полярности 50 выполнены удлиненными в осевом направлении, немагнитная втулка .в торцовой части со стороны удлиненных магнитов снабжена диском, на наружной поверхности которого укреплен магнитопрово-дящий цилиндр, расположенный под 55 удлиненными магнитами, а обмотка датчика установзйна соосно. с цилиндром 1111230 На чертеже схематически показан предлагаемый многополюсный электродвигатель постоянного тока, совмещенный с.датчиком частоты вращения. Система возбуждения двигателя состоит из длинных 1 и кбротких 2 постоянных магнитов, чередующихся между собой вдоль по окружности воздушного зазора двигателя и закрепленных в магнитопроводящем корпусе 3. Осевая длина постоянных магнитов 1, больше длины пакета якоря 4. Обмотка якоря 5 уложена на безпазовый пакет якоря 4, Между лобовыми частями обмотки якоря 5 и выступающими краями постоянных магнитов t размещен магнитопроводящий цилиндр 6, закрепленный на дгске немагнитной втулки 7. Магнитопроводящий цилиндр 6 служит для отвода части магнитного потока удлиненных постоянных магнитов 1 в маг-. нитную цепь датчика частоты вращения. Воздушный зазор, образованный магнитопроводящим цилиндром Ь и удлиненными магнитами 1, является нерабочим и имеет минимально возможную величину. Рабочий воздушный зазор датчика образуется двумя магнитопроводящнми кольцами, расположенными перпендикулярно оси вращения якоря, причем кольцо 8 закреплено на корпусе 3, а кольцо 9 вплотную примыкает к цилиндру 6. На обращенных друг к другу цилиндрических поверхностях колец 8 и 9 нарезано одинаковое число зубцов. Обмотка 10 датчика выполнена в виде кольца и закреплена на корпусе 3. Описанная конструкция датчика и принцип его работы соответствуют датчику частоты вращения индукционного типа. При вращении якоря магнитная проводимость рабочего воздушного зазора датчика циклически изменяется, вследствие чего образуется пульси10 рующий магнитный поток. В обмотке 10 датчика, охватываемой пульсирующим магнитным потоком, наводится электродвижущая сила с частотой, пропорциональной числу зубцов и час15 тоте вращения якоря. Таким образом, изобретение позволяет уменьшить осевые размеры и улучшить технологию изготовления элект20 родвигателя постоянного тока совмеЭ щенного с датчиком частоты вращения за счет простой технологии изготовления кольцеобразной обмотки и простоты изготовления магнитопроводящих 25 .зубчатых колец, выполняемых штамповкой, что очень важно при серийном производстве. Кроме того, при сравнении электродвигателей, совмещенных с предложен30 ным датчиком частоты вращения и с фотоэлектрическим датчиком, как наи„более близких по выходному параметру — числу импульсов за один оборот, можно отметить, что по энергетическим показателям, по простоте и надежности индукционный датчик превосходит фотоэлектрический . l 111230 Составитель С.Шутова Редактор Л.Алексеенко Техред М.Гергель Корректор Я.Сирохман и»" Заказ 6324/43 Тираж 666 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП "Патент", r.Óæãoðoä, ул.Проектная, 4
