Магнитоэлектрический двигатель

 

МАГНИТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ДВИГАТЕЛЬ , содержащий магнитопровод с магнитными фиксаторами, два кинематически связанных ротора с постоянными магнитами, валы которых расположены параллельно, обмоТку управления в виде плоских, коаксиально относительно друг друга размещенных катушек, при этом валы роторов установлены между катушками, постоянные магнитыс одного торца катушек, а магнитопровод - с другого торца, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности путем увеличения точности фиксации положения выходного вала, двигатель снабжен вторым магнитопроводом, в котором выполнены :сквозные отверстия, и двумя зубчатыми роторами с числом зубцов казвдого ротора, равным двум, установленными между катушками, причем все роторы образуют зазоры с отверстиями второго магнитопровода, на внутренней цилиндрической поверхности отверстий второго магнитлйровода, обращенной к зубцам, вьшолнены пазы, число которых в каждом отверстии в два раза больше числа зубцов ротора, а шириi на в два раза меньше ширины зубцов (Л ротора, каждый из йубцов ротора имеет уступ, равный четверти зубцового деления,между магнитопроводами коаксиально катушкам, снаружи их, размещены постоянные магниты с аксиальной намагниченностью, выполненные в виде частей кольца.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

09) (11) 3 1) Н 02 К 21/08

- -%

1 «„ r(„:fig > р

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

М ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 27 16164/24-07 (22) 22.01.79 (46) 30.08.84.Бюл. В 32 (72) А.И .Краснопевцев (71) Научно-исследовательский институт часовой промышленности (53) 621.313.323(088.8) (56) 1. Патент Швейцарии 11 514181, кл. С 04 С 3/00,. опублик. 1971.

2. Авторское свидетельство СССР

М 607311, кл. Н 02 К 21/08, 1977 (прототип). (54)(57) ИАГНИТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ДВИГАТЕЛЬ, содержащий магнитопровод с магнитными фиксаторами, два кинематически связанных ротора с постоянными магнитами, валы которых расположены параллельно, обмотку управления в :виде плоских, коаксиально относительно друг друга размещенных катушек, при этом валы роторов установлены между катушками, постоянные магниты— с одного торца катушек, а магнитопровод — с другого торца, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения надежности путем увеличения точности фиксации положения выходного вала, двигатель снабжен вторым магнитопроводом, в котором выполнены

:сквозные отверстия, и двумя зубчатыми роторами с числом зубцов каждого ротора, равным двум, установленными между катушками, причем все роторы образуют зазоры с отверстиями второго магнитопровода, на внутренней цилиндрической поверхности отверстий второго магнитойровода, обращенной к зубцам, выполнены пазы, число которых в каждом отверстии в два раза больше числа зубцов ротора а шириЭ е на в два раза меньше ширины зубцов ротора, каждый из зубцов ротора имеет уступ, равный четверти зубцового деления, между магнитопроводами ,1 коаксиально катушкам, снаружи их, размещены постоянные магниты с аксиальной намагниченностью, выполненные в виде частей кольца.

1111231

Изобретение относится к электрическим машинам, а именно к микродвигателям с постоянными магнитами, и может быть использовано в качестве привода в различных приборах, в частности в электрочасах.

Известны электродвигатели, у которых цилиндрический ротор из маг нитотвердого феррита, намагниченный по диаметру, установлен в камневых опорах. Электродвигатель имеет две секции катушек статора. С внешней стороны корпуса, изготовленного из пластмассы, установлен экран из магнитомягкого материала, выполняющий также роль магнитного фиксатора,11 .

Недостатками электродвигателя являются плохре использование активного объема и низкая надежность.

Известен также магиитоэлектрический двигатель, содержащий магнитопровод с магнитными фиксаторами, два кинематически связанных ротора с постоянными магнитами, валы которых расположены параллельно, обмотку управления, выполненную в виде плоских, коаксиально относительно друг друга размещенных катушек, при этом валы роторов установлены между катушками, постоянные магниты — с одного торца катушек, а магнитопроводс другого торца (2 .

Известному двигателю присуща малая надежность вследствие неточной фиксации.

Цель изобретения — повышение на" дежности путем увеличения точности фиксации положения выходного вала..

Указанная цель достигается тем, что магнитоэлектрический двигатель,, содержащий магнитопровод с магнитными фиксаторами, два кинематически связанных ротора с постоянными магнитами, валы которых расположены параллельно, .обмотку управления в виде плоских, коаксиально относительно друг друга размещенных катушек, при этом валы роторов установлены между катушками, постоянные магниты — с одного торца катушек, а магнитопровод -. .с другого торца, снабжен .вторым.магнитопроводом, в котором выполнены сквозные отверстия, и двумя зубчаты- ми роторами с числом зубцов каждогб ротора, равные двум, установленными между катушками, причем все роторы образуют зазоры с отверстиями .второго магнитопровода, на внутренней ци20

50 линдричес*ой поверхности отверстий второго магнитопровода, обращенной к зубцам, выполнены пазы, число которых в каждом отверстии в два раза больше числа зубцов ротора, а ширина в два раза меньше ширины зубцов ротора, каждый из зубцов ротора имеет уступ, равный четверти зубцового деления, между магнитопроводами коаксиально катушкам, снаружи их, размещены постоянные магниты с аксиальной намагниченностью, выполненные в виде частей кольца.

На фиг. 1 схематически изображен предлагаемый двигатель, сверху; на фиг. 2 — то же, продольный разрез.

В м

На валах 1 и 2 установлены соот -, ветственйо роторы 3 и 4 с постоянными магнитами. Магниты роторов могут быть намагничены вдоль оси с чередованием соответственно северных и южных полюсов по окружности ротора, однако возможно и радиальное их намагничивание. На валах 5 и 6 установле ;ы зубчатые роторы 7 и 8 из ферромагнитного материала. На каждом из полюсов зубчатых роторов 7 и 8 выполнены уступы 9 с угловой нротяженностью, равной четверти зубцового деления. Обмотка управления двигателя выполнена в виде двух катушек 10 . и 11, размещенных коаксиально. Между катушками 10 и 11 размещены валы 1, 2, 5 и 5, Катушки 10 н 11 установлены на магнитопроводе f2 с магнитными фиксаторами в виде вырезов в магнитопроводе (не показаны). Параллельно магнитопроводу 12 установлен второй. магнитопровод 13 с отверстиями 14—

17, образующими радиальные зазоры с .роторами 3, 4, 7 Й 8. На внутренней цилиндрической поверхности отверстий 1б и 17 магнитопровода 13, обращенной к зубцам роторов 7 и 8, выполнены пазы 18. Между торцами магнитопроводов 12 и 13 установлен магнит

19 с осевой намагниченностью, обеспечивающий поляризующий магнитный поток, подмагничивающий зубчатые роторы 7 и 8. Магнитопроводы 12 и 13 сориентированы относительно друг друга и соединены с помощью установочных втулок 20 — 23, которые при этом обеспечивают фиксацию магнита

19. Роторы 3, 4, 7 и 8 кинематически связаны с общим входным .валом 24 двигателя через зубчатые колеса

25 — 29. Для обеспечения пускового

1111231 момента роторов 3,.4, 7 и 8 оси симметрги магнитопровода 12 и ось симметрии зубчатых роторов 7 и 8 смещены на угол с относительно соответt ствующих перпендикуляров к касатель ным к окружностям витков .обмотки управления. При согласном включении катушек fO и 11 создается магнитный поток, взаимодействующий с магнитным потоком роторов 3 .и 4. В зависимости от направления тока результирующий магнитный поток усиливается или ослабляется . Роторы 3 и.4 с постоянными магнитами стремятся занять положение, при котором магнитные потоки совпадают по направлению, поворачиваясь при этом более чем на полшага Л/2.

При отсутствии тока под действием реактивного момента, обусловленного асимметрией магнитопровода 12, 1роторы 3 и 4 доворачиваются до нового устойчивого положения, т.е. до шага, равного Л .

Зубчатые роторы 7 и 8 в этом процессе не участвуют, поскольку составляющие моменты упомянутых зубчатых роторов от каждого из зубцов компен-. сируют друг друга.

Уступы 9 зубчатых роторов 7 и 8 и пазы 18 магнитопровода 13 обеспечивают четкую и надежную фиксацию роторов 3 и 4. Далее процесс повторяется.

При встречном включении катушек

10 и 11 роторы 3 и 4 с постоянными магнитами практически не участвуют в создании вращающего момента на валу 24 двигателя, так как при этом составляющие вращающего момента каждого активного ротора от разноименных полюсов направлены встречно. Вращающий момент обеспечивают зубчатые роторы 7 и 8. Магнитный поток, создаваемый катушками 10 и 1 1 при прохожденни через них тока, взаимодействует с поляризующим потоком постоян- . ного магнита 19. Зубчатые роторы

7 и 8 при этом поворачиваются в поло5 жение,.когда через его зубцы проходит максимальный магнитный поток, т.е. более чем на полшага зубчатого ротора (Я/4). При отсутствии тока в катушках 10 и 11 роторы 7 и 8 доворачиваются до нового устойчивого положения. Шаг в .этом случае составляет Л /2.

С изменением направления, тока области усиления и ослабления поляризующего потока меняются местами, и зубчатые роторы 7 и 8 отрабатывают следующий шаг. При этом поворот зубчатых роторов 7 и 8 происходит в одном направлении с роторами 3 и 4 с постоянными магнитами, если углы, образованные осями симметрии зубчатых роторов 7 и: 8 с соответствующими перпендикулярами к касательным к окружности обмотки управления двигателя при обесточенных катушках 10 и 11, имеют один знак, и в обратную сторону, если углы имеют противоположные знаки.

Сместив ось выходного вала 24 дви30 гателя относительно геометрического центра катушек и увеличив передаточное отношение зубчатых колес 27 28

В

1 и 29 в два раза относительно передаточного отношения зубчатых колес

35 25, 26 и 29, можно осуществить реверс двигателя без изменения его скорости.

Таким образом, изобретение позво40 .ляет повысить надежность работы двигателя за счет того, что уступы 9 зубчатых роторов 7 и 8 и пазы 18 магнитопровода 13 обеспечивают четкую фиксацию роторов 3 и 4 с постоянными

45 магнитами.

27

18

Фиг.1

11 1+

Фиг. 2

ЗНЯИйН Заказ 6324/43 Тираж 666 Яодущеуоф

Фаиза NE "Пв еаа ", г. Узтород, ул.йроектная,4