Вентильный электродвигатель

 

Изобретение относится к электротехнике , в частности к вентильным элекродвигателям с постоянными магнитами. Целью изобретения является повышение технологичности электродвигателя. Статор с явно выраженными полюсами с трехфазной обмоткой содержит две части 1 и 2 полюсов, площади полюсов статора равны площадям полюсов ротора, полюса каждой из фаз статора смещены один относительно другого на одно полюсное деление ротора. При этом магнитопровод 3 статора выполнен из трех частей, разделенных немагнитным зазором, и на каждой части размещены полюса одной из фаз, ротор также состоит из двух частей, расположенных нэ двух магнитопроводах таким образом, что магниты, расположенные на одном полюсном делении, имеют одинаковую намагниченность и размещены на одном магнитопроводе. Изобретение может быть использовано при создании электродвигателей для бытовой техники. 4 ил. сл с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з H 02 К 29/06, 21/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4688872/07 (22) 03.05.89 (46)23.04.91. Бюл, М 15 (71) Всесоюзный научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт релестроения

{72) К.Г.Лакирович и А.М.Емешев (53) 621.313.292{088,8) (56) Заявка ФРГ %3225421, кл. Н 02 К29/02, 1984.

Авторское свидетельство СССР

N 1541721, кл. Н 02 К 29/06, 1988. (54) ВЕНТИЛЬНЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ (57) Изобретение относится к электротехнике. в частности к вентильным элекродвигателям с постоянными магнитами, Целью изобретения является повышение технолоИзобретение относится к электротехнике, а именно к вентильным электродвигателям с постоянными магнитами (ВЭД).

Целью изобретения является повышение технологичности электродвигателя.

На фиг.1а,б приведена конструкция одной магнитной системы статора {две проекции); на фиг.2а,б — конструкция ротора (две проекции); на фиг.3 — статор; на фиг.4— графики распределения МДС полюсов в функции угла по расточке статора 0, где РА1—

МДС фазы А полюсов второй части статора;

F A2 — МДС, фазы А полюсов второй части статора; А, — МДС образованная суммарным взаимодействием МДС фаз А и В полюсов первой и второй частей статора.

Представленный вариант ВЭД выполнен торцовым двухполюсным, однако возможно произвольное число полюсов ротора. при этом на каждую пару полюсов ротора

„„. Ы„„1644312 А1 гичности электродвигателя. Статор с явно выраженными полюсами с трехфазной обмоткой содержит две части 1 и 2 полюсов, площади полюсов статора равны площадям полюсов ротора, полюса каждой из фаз статора смещены один относительно другого на одно полюсное деление ротора. При этом. магнитопровод 3 статора выполнен из трех частей, разделенных немагнитным зазором, и на каждой части размещены полюса одной из фаз, ротор также состоит из двух частей, расположенных на двух магнитопроводах таким образом, что магниты, расположенные на одном полюсном делении, имеют одинаковую намагниченность и размещены на одном магнитопроводе. Изобретение может быть использовано при создании электродвигателей для бытовой техники. 4 ил. будет приходиться по три полюса первой и три полюса второй частей статора с соответствующими катушками фаз.

ВЭД содержит статор и ротор. Статор состоит из трех магнитных систем (фиг,1), каждая из которых содержит полюс 1 первой части статора, полюс 2 второй части статора и магйитопровод 3, На полюсах обеих частей размещена фазная обмотка 4. Указанные магнитные системы установлены относительно друг друга с немагнитопроводящими зазорами (не показаны) таким образом, что полюса одной фазы смещены относительно друг друга на угол, равный одному полюсному делению ротора. Ротор (фиг.2) состоит из магнитов, образующих полюса 5 первой части и полюса 6 второй части и расположенных соответственно на первой

7 и второй 8 частях магнитопроводов рото1644312 ра. Указанные части разделены немагнитопроводящим зазором 9.

Работает ВЭД следующим образом, Рассмотрим процессы, происходящие в

ВЭД на межкоммутационном интервале, когда через инвертор к источнику питания подключены какие-либо две фазы ВЭД, например А и В (данный способ подключения

ВЭД является наиболее распространенным в настоящее время, при этом может быть использован любой инвертор полумостового или мостового типа), Для упрощения изложения рассмотрим поочередно изменение МДС фаэ А и В первой и второй частей статора функцией от угла Опо расточке статора. Как было указано выше, знаком 0 обозначены силовые линии магнитного поля, образован ного током в катушКах o IocoD e o, H KoM V — второй частей статора, При протекании тока по катушкам фазы

А (фиг,3) силовые линии магнитного поля (обозначены знакомО) выходят с поверхности полюса первой части статора, входят в первую часть 7 магнитопровода ротора (фиг.2), распределяются по последнему и входят в полюса фаз В и С первой части

2к статора на угле от 3 до 2 л. Прохождению потока во вторую часть статора препятствует немагнитопроводящий зазор 9 (фиг.2). Поток, зашедший в полюс фазы С первой части статора, проходит по магнитопроводу и его силовые линии выходят из

Л полюса фазы С на угле от - до лвторой части статора и заходят во вторую часть

8 магнитопровода ротора (фиг.2), Поток, зашедший в полюс фазы В первой части статора, проходит по магнитопроводу и его силовые линии выходят из полюса фазы В

Л .второй части статора на угле от 3 до

5 — л и заходят также во вторую часть маг3 нитопровода ротора. Там данный суммарный поток объединяется, выходит из второй части магнитопровода ротора и входит в полюс фазы А второй части статора на угле

5 от Ж до — R, далее проходит по магнито3 проводу полюсов фазы А, где и соединяются начала и концы силовых линий магнитного потока. образованного МДС катушки фазы

A. Силовые линии магнитного поля. образованного МДС катушки фазы А и входящие в полюс второй части статора фазы А (обозначены знаком V), проходят аналогичный путь и поэтому подробно не описываются.

На фиг,4а показано распределение

МДС по первой части статора, образованной полюсом первой части статора с катушкой фазы А — FA . На фиг.46 показано распределение МДС по второй части статора, образованной полюсом второй части статора с катушкой А — Едг. Суммарная МДС полюсов обеих частей статора фазы А

FA3+FA2 представлена на фиг.4в как функция угла поворота 0 по расточке статора.

Форму этой кривой можно наглядно проследить на фиг.3, двигаясь по часовой стрелке.

2 7г

В зоне от 0 до 3 все силовые линии магнитного потока выходят из полюсов первой и второй частей статора, МДС максималь2л на. В зоне от 3 до л силовые линии входят в полюс первой части и выходят из полюса второй части статора, суммарный поток равен нулю, и суммарная МДС этих

5 частей равна нулю, В зоне от л до — л все

3 силовые линии магнитного поля входят в полюса первой и второй частей статора и суммарная МДС в этой зоне максимальна и имеет противоположную полярность, В зоне от — л до 2 л (О) силовые линии маг5

30 нитного поля входят в полюс второй части и выходят иэ полюса первой части статора.

Суммарный поток в этой зоне равен нулю и

МДС соответственно также равна нулю.

Если теперь ток протекает по фазе В, 35 причем подключенный встречно рассмотренной выше фазе А, то очевидно, что распределение МДС фазы В вдоль расточки статора будет аналогично распределению

МДС фазы А, представленной на фиг.4 а и б, 40 но только кривые МДС фазы В будут инвер2л сны и смещены на угол 3 относительно кривых МДС фазы А, Отсюда результирующая кривая МДС, образованная фазой В, 45 представляющая собой суммарную МДС полюсов первой и второй частей статора

FB)+ FB2, будет также инверсна и смещена

2л на 3 относительно кривой FA>+ Far, пред50 ставленной на фиг.4в, Кривая FB1+ FB2 представлена на фиг.4г. Суммарная МДС между полюсами первой и второй частей статора, образованная током, протекающим по фазам А и В, равна сумме МДС Рд +Рдг фиг.4в

55 и FB>+ FBz фиг.4г и соответствует кривой

F A,B, представленной на фиг.4д (при суммировании МДС считаем, что электродвигатель ненасыщен).

Разложив кривую МДС Р д,B в ряд

Фурье на одном периоде по расточке стато1644312 ра и ограничившись первыми четырьмя членами Разложения, получим (F>a,B ) = 1,910 В sir) О+ О+ О+ О, (1) где  — амплитудная величина кривых МДС

Гд1+Рдг и Fg1> F82 (фиг,4в, г).

Из (1) видно, что высшие пространственные гармоники порядка v= 22, 3, 4 в кривой МДС (F д в ) Дотсутствуют. Кривая МДС

ВЭД будет иметь ту же форму на любом другом межкоммутационном промежутке, при любых других подключениях фаз ВЭД, соединенных в звезду, через инвертор к источнику питания. По сравнению с известным ВЭД имеет более высокую технологичность изготовления за счет упрощения изготовления ротора и возможности намагничивания магнитов после сборки ротора, а также за счет возможности использования стандартных кольцевых магнитов, исключения процессов резания магнитов. использования стандартных индукторов для намагничивания. При этом не снижаются энергетические показатели В ЭД, так как в нем, как в известном, отсутствуют значительные по величине высшие пространственные гармоники МДС реакции якоря.

Формула изобретения

Вентильный электродвигатель, содержащий статор с трехфазной обмоткой якоря, расположенной на полюсах, и РотоР с . полюсами, образованными постоянными магнитами чередующейся полярности, расположенными на магнитопроводе, полюса

5 статора и ротора состоят из двух частей, смещенных в направлении активной длины электродвигателя, в которых площади полюсов статора и площади полюсов ротора соответственно равны, при этом полюса

10 каждой из фаз обеих частей статора смещены один относительно другого на угол, равный одному полюсному делению ротора, отличающийся тем, что, с целью повышения технологичности, статор выпол15 нен из трех магнитных систем, разделенных немагнитопроводящими зазорами, а магнитопровод ротора выполнен из двух концентрических частей, также разделенных кольцевым немагнитопроводящим за20 зором, каждая магнитная система статора содержит магнитопровод с расположенными на нем полюсами обеих частей статора одной фазы, а магниты обеих частей полюсов ротора, расположен25 ные на одном полюсном делении, имеют одинаковое направление намагниченности и размещены соответственно на указанных частях магнитопровода ротора.

1644312

1644312 42

Составитель А. Санталов

Техред М.Моргентал Корректор Т, Палий

Редактор Т. Куркова

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

Заказ 1465 Тираж 336 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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