Физическая модель электрической машины

 

Изобретение относится к моделированию , а именно к физическим моделям электрических машин, и может быть использовано для исследования конфигурации магнитопровода статора на выходные характеристики электрической машины с целью оптимизации геометрии магнитопровода. Модель может быть также использована в часовой промьгашенности при разработке перспективных конструкций часов с шаговым электроприводом, а также как элемент системы автоматического проектирования и как учебное пособие. Целью изобретения является расширение области применения путем моделирования шаговых электродвигателей кварцевых часов. Модель содержит корпус 1, плату 2, на которой размещены ротор 3, неподвижный магнитопровод 4 статора, катушку возбуждения 5, плату 6, на которой устанавливаются подвижные стержни 7 и 8 с укрепленными на них элементами 9 и 10 магнитопровода статора. 9 ил. i сл

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5D 4 G 06 G 7/62

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4122718/24-12 (22) 24.09.86 (46) 23.08.88. Бюл. М 31 (71) Специальное конструкторское бюро часов Производственного объединения "Янтарь" и Московский энергетический институт (72) З.Д.Новаковская и Т.П.Киселева (53) 621.316.71(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1161965, кл. G 06 G 7/62, 1983. (54) ФИЗИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ

МАШИНЫ (57) Изобретение относится к моделированию, а именно к физическим моделям электрических машин, и может быть использовано для исследования конфигурации магнитопровода статора на выходные характеристики электриÄÄSUÄÄ 1418807 А1 ческой машины с целью оптимизации геометрии магнитопровода. Модель может быть также использована в часовой промьппленности при разработке перспективных конструкций часов с шаговым электроприводом, а также как элемент системы автоматического проектирования и как учебное пособие.

Целью изобретения является расширение области применения путем моделирования шаговых электродвигателей кварцевых часов. Модель содержит корпус 1, плату 2, на которой размещены ротор 3, неподвижный магнитопровод

4 статора, катушку возбуждения 5, плату 6, на которой устанавливаются .подвижные стержни 7 и 8 с укрепленными на них элементами 9 и 10 магнитопровода статора. 9 ил.

1418807

Изобретение относится к моделированию, а именно к физическим моделям электрических машин, и может быть использовано для исследования влияния конфигурации магнитопровода статора на выходные характеристики электрической машины с целью оптимизации геометрии магнитопровода. Модель может быть также использована в часо- 10 вой промышленности при разработке перспективных конструкций крупногабаритных электронно-механических часов с шаговым электроприводом, в том числе реверсивным, а также как элемент 15 системы автоматического проектирования и как учебное пособие.

Пелью изобретения является расширение области применения путем моделирования шаговых электродвигателей 20 кварцевых часов.

На фиг.l изображена физическая модель реверсивного шагового электродвигателя со сменными элементами фиксации, на фиг.2 — физическая модель шагового электродвигателя со сменными полюсами статора; на фиг.З и 4 — вариант с насыщающимися перемычками, на фиг.5-7 — вариант с наконечниками; на фиг.8 и 9 — вариант с несимметрич- 30 ным магнитопроводом.

Физическая модель электрической машины (фиг.l) содержит корпус 1, плату 2, на которой размещены ротор

3 и неподвижный магнитопровод 4 статора, катушку 5 возбуждения, плату

6, на которой установлены подвижные стержни 7 и 8 с укрепленными на них элементами 9 и 10 магнитопровода статора, Плата 6 прикреплена к 40 плате 2 с помощью стоек 11. Стержни

7 и 8 с помощью втулок 12 имеют возможность фиксированной установки на различной высоте.

В другом варианте конструктивно- 45 го выполнения (фиг.2) магнитопровод статора состоит из двух частей 13 и

14, каждая из которых прикреплена к соответствующему стержню 7 и 8.

В третьем варианте (фиг,3 и 4) íà 50 нижней плате 2 укреплен неподвижный магнитопровод 4 из магнитомягкого материала и сердечник 15 иэ магнитного материала с обмоткой 5 управления. Магнитопровод 4 и сердечник 15 соединены плоскостями их концов, образуя замкнутую магнитную цепь.

Магнитопровод 4 содержит две насыщающи :ся перемычки 16 и 17 и круглое отверстие, в котором размещен ротор 3.

В четвертом варианте (фиг.8 и 9) подвижные части 13 и 14 магнитопровода статора имеют выступы 16 и 17, взаимодействующие с сердечником 18.

Положение частей 13 и 17 фиксируется плоскими пружинами 19 и 20, Физическая модель работает следующим образом.

При подаче напряжения на катушку

5 возбуждения (фнг.l) ротор 3 поворачивается вокруг своей оси под воздействием магнитного поля, создаваемого в зазоре между ротором 3 и полюсами магнитопровода 4 статора. При опущенном элементе магнитопровода 9 и поднятом элементе 10 ротор 3 поворачивается в направлении против часовой стрелки, при опущенном элементе магнитопровода 10 и поднятом элементе 9 — против часовой стрелки.

Выходные параметры моделируемого двигателя — моментная характеристика, направление вращения, характер движения ротора 3 и др. зависят от конфигурации полюсов магнитопровода

4 статора, конфигурации и положения элементов магнитопровода 9 и 10.

Когда оба наконечника 9 и 10 опущены и размещены под углом в плоскости вращения ротора 3 (фиг.5-7) они создают пусковой момент в направлении по часовой стрелке (фиг.6) или против (фиг ° 7).

Усилие, удерживающее ротор 3 в положении, определяемым наконечниками 9 и 10, характеризуется фиксирующим моментом. Уменьшение размеров или удаления наконечников 9 и 10 от ротора 3 вызывает снижение напряжения пуска модели шагового двигателя и его энергопотребления, но одновременно уменьшается и его нагрузочная способность. Оптимальное соотношение может быть подобрано на мс1дели в зависимости от условий нагрузки реального двигателя.

В варианте (фиг.2), изменяя конфигурацию и расположение частей 13 и

14 магнитопровода статора, укрепленных на подвижных стержнях 7 и 8, можно имитировать различные формы полюсов статора, изменяя тем самым магнитное поле в зазоре двигателя и его выходные параметры, формировать оптимальную геометр ж магнитопровода

14188О7

Фиг. 2 статора в зависимости от требований, предъявляемых в каждом конкретном случае. Например, при расположении частей 13 и 17 (фиг.9) фиксирующий момент создается за счет неравномерности зазора между ротором 3 и частями (полюсами) 13 и 14 магнитопровода.

При перемещении частей 13 и 14 «олюсы их выступов 16 и 17 скользят по плоскостям концов сердечника 18. Изменение относительного перепада зазора вызывает изменение выходных параметров модели аналогично предыдущему примеру.

И варианте (фиг.4 и 5) насыщенные малым магнитным потоком обмотки 5 перемычки 16 и 17 обладают бол.,шим магнитным сопротивлением и делят магнитопровод на два полюса. Двигатель управляется импульсами чередующейся полярности. Направление вращения ротора в случае круглого отверстия в магнитопроводе является неопределенныме

Изменение положения элементов магнитопровода статора осуществляется изменением количества, перестановкой стержней 7 и 8 в плоскости платы 6 и по высоте. Перемещение стержней 7 и 8 может быть автоматизировано с помощью установки их на подвижные части «лоских линейных и линейно-«оворотных приводов.

Положительный эффект от использо5 ва«ия моделш позволяет снизить расходы на изготовление макетных образцов разрабатываемых щаговых двигатеI лей.

Наглядность модели позволяет нс1О пользовать ее как учебное пособие.

Формула и з о б р е т е н и я

Физическая модель электрической маши«ы, содержащая корпус, ротор и

1Б статор с плоским магнитопроводом, стержнями для его установки и катушкой возбуждения, о т л и ч а ю щ а яс я тем, что, с целью расширения области применения путем моделирова20 ния шаговых электродвигателей кварцевых часов, она снабжена платами, одна из которых закреплена на корпусе, а другая — с зазором параллельно ей, ротор размещен на первой плате, а магнитопровод выполнен по меньшей мере из двух частей, размещенных параллельно первой плате, при этом стержни закреплены одними концами на второй плате с воэможностью верЗО тикального и горизонтального перемещения, а на других концах стержней закреплены части магнитопровода.

Фиа5

Фиа4! i 18807

Фиг. 7

Фиг.8

1418807

Корректор Л, Патай

Тираж 704

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

Редактор Г,Гербер

Заказ 4162/51

Составитель А.Мягков

Техред И.Верес