Двигатель постоянного тока

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К ПАТЕНТУ (63) Дополнительный к патенту(22) Заявлено 101177 (23) 2539653/24-07 (51)М КЛ (23) Приоритет - (32) 10. 11. 76 (31) 150743/76 (ЭЗ) Япоиия

Н 02 K 23/04

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий

Опубликовано 07.0381.бюллетень т4о 9

Дата опубликования описания 07.0331 (53) УДК 621. 312. 2 .(088.8).

Иностранная фирма

"Фудзицу Фанук Лимитед" (Япония) (71) Заявитель (54) ДВИГАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО ТОКА

Изобретение относится к двигате=" лям постоянного тока, в частности к двигателям постоянного тока., обороты которых могут меняться в широких пределах.

Известно, что обмотки якоря постоянного тока, который расположен в магнитном поле, создаваемом неподвижными магнитами, питаются электрическим током, в результате чего происходит вращение якоря, обусловленное совместным действием тока якоря и магнитного поля неподвижных магнитов. Направление тока, который подводится к якорю, определяется направлением вращения якоря, что обеспечивается с помощью обычного щеточного коллектора.

Когда к якорю двигателя постоянного тока подводится ток, последний генерирует вокруг якоря магнитные поля. Магнитные поля, генерируемые током якоря, взаимодействуют с магнитным полем, создаваемым неподвижными магнитами, в результате чего возникают так называемые реакции .якоря. Такими реакциями якоря являются, например смещение электрически нейтральной оси снижение магнитного потока, неравномерность напряжения на коллекторе и наличие на нем местного высокого напряжения.

При смещении электрически нейт-. ральной оси происходит смещение магнитного потока на геометрическую ось. Когда магнитный поток вступает во взаимодействие с обмотками якоря, то в них индуцируется напряжение.

Вследствие этого, когда щетка коллектора располагается на геометрически нейтральной оси, индуцируемое напряжение эакорачивается и возникает искра. В результате к щетке течет большой электрический ток и замет но ухудшаются коммутационные характеристики двигателя.

Во избежание ухудшения коммутационных характеристик обычно используют добавочный полюс, который располагают между двумя соседними неподвижными магнитами. Однако, в некоторых случаях, когда по характеристикам двигателя не допускается утечка магнитного потока через добавочный полюс, оказывается весьма затруднительным расположить добавочный полюс (таким образом, чтобы ухудшения ком812195 мутацконных характеристик двигателя не происходило.

Известны также двигатели постоянного тока, содержащие якорь с обмотками и систему возбуждения на постоянных магнитах, выполненную с расщепленными на три части полюсами 51) .

Недостатком известных двигателей являются плохие условия коммутации.

Целью изобретения является улуч аенке коммутации.

Указанная цель достигается тем, что крайние части полюсов выполнены из постоянных магнитов, магнитная проницаемость которых меньше магнитной проницаемости средней части полюса, а также тем, что средняя часть полюса выполнена в виде электромагнита с обмотками возбуждения.

На фиг. 1 показана схема предлагаемого цвигателя постоянного тока; на фиг. 2 - кривая изменения магнитного потока, создаваемого магнитами н обмотками якоря; на фиг. 3 — схема другого варианта двигателя; на фнг. 4 — двигатель постоянного тока в разрезе; на фиг. 5 — сечение А-A фиг. 4.

Как показано на фкг. 1,.система возбуждения состоит из трех частей, расположенных вдоль направления вращения якоря и представляющих собой основной полюс 1, расположенный в центре, и дополнительные полюса 2 и 3, расположенные по обе стороны полюса 1. Основной полюс 1 представляет собой сердечник нэ листового магнитного материала, например иэ листов силиконовой стали, на который намотана обмотка 4, В другом варианте (фнг, 3) основной полюс 1 выполнен в виде пос« тоянного магнита, изготовленного нз обычного магнитного материала типа

А1в1со, Яtсапеах нлн Оегаtlt. В этом случае обмотка возбуждения 4 (фиг.1) отсутствует. Каждый иэ дополнительных полюсов 2 или 3 представляет собой постоянный магнит, изготовленный кэ керамики, например из феррита, причем магнитная проницаемость у этого магнита а. меньше, чем у магнкта основного полюса 1, а кроме того этот магнкт обладает большой раэмагнкчквааааей силой Нс. Нолярность обоих дополнительных полюсов

2 к 3 такая же, как и у основного полюса 1

Когда якорь не нагружен, т.е. когда ток в обмотках 5 якоря равен нулю, магнитные потоки, создаваемые каждым основанью полюсом 1 и дополнительными полюсами 2 и 3, равномерно распределены вдоль каждого нолвса - см. пунктирную линию А на фнг. 2. Кривая распределения магнитного потока, создаваемого толь ко током якоря, протекакщкм через его обмотки .5, изображается наклонной линией, пересекающей ось абсцисс в центре основного полюса 1. так как магнитная проницаемость,е- дополнительных полюсов 2 и 3 меньше, чем магнитная проницаемость основного полюса 1, то магнитный поток, создаваемый током якоря, не проникает в дополнительные полюса 2 H 3, поэтому кривая распределения магнитного потока, создаваемого током якоря будет иметь.вид штрих-пунктирной линии В, пересекающей ось абсцисс в точке D, расположенной в центре между двумя системами возбуждения.

Прк пропусканик тока якоря через обмотки 5 кривая распределения магнитного потока, являющегося результа- том взаимодействия магнитных пото" ков, создаваема< основныи полюсом 1 (пунктирная линия А) и дополнитель26 ными полвсамк 2 и 3 (штрих-пунктирная линия В), будет иметь внд сплошной линии С. Иредставляется, что линия С характеризует распределение магнитного потока с учетом магнитр ного потока, создаваемого током якоря.

Кривая распределения магнитного потока С проходит через ноль в точке, совпадающей с геометрической нейтральной осью, что обусловлено действием дополнительных полюсов 2 и 3. Следовательно, электрически нейтральная ось предлагаемого в изобретении двнгателя постоянного тока лежит практически Hcl геометрически нейтральной Оси, благодаря чему у такого двигателя не происходит ухудшения коммутационных характеристик.

На фиг. 4 и 5 показан предлагаемый в изобретении четырехполвсный

40 двигатель постоянного тока.

Как показано на фиг. 5,основной полюс 1, изготовленный из пакета листов силиконовой стали, крепится к ярму б винтами 7. Два дополнительных

4 полюса 2 и 3, которые изготовлены иэ феррита, магнитная проницаемость

1а- которого меньше, чем у основного полюса 1, к которые имеют большое усилие размагничивания Нс, крепятся аЕ к ярму б с помощью клея у концов основного полюса 1. На основной полюс 1 намотана обмотка 4, расположенная в промежутках между основным н дополнительным полюсами. Как показано на фиг. 4, якорь 8 крепится к вarty 9, вращающемуся в подшипниках

10 и 11 и на него намотаны обмотки 5.

Обмотки якоря соединены с коллектором 12, установленным на валу 9. На электрически нейтральной оси двига40 теля расположена щетка 13 (фнг. 4), которая прижимается к коллектору пружиной 14.. Bo внутренней полости

15 вала 9 создается разряженне, и эта полость заполняется небольшим

65 количеством воды. Вал 9 выполнен в

812195

ЙЙП HAll реее®е е еее® э®® виде полой-тепловой .трубы. К заднему концу вала. 9 крепятся элементы решетчатого радиатора 16. При такой конструкции тепло, выделенное якорем

8, передается через водяную трубу, образованную внутренней полостью 15 вращающегося вала 9, решетке радиатора 16, которая отводит его в атмосферу. Охлаждающий вентилятор 17 и воздухозаборник 18 обеспечивают более эффективную работу радиато .: ра 16.

Формула изобретения

1. Двигатель постоянного тока, содержащий якорь с обмотками и систему возбуждения на постоянных магнитах, выполненную расщепленными на три части полюсами, о т л и ч а ю« шийся тем, что, с целью улучшения коммутации, крайние части полюсов выполнены из постоянных магнитов, магнитная проницаемость которых меньше магнитной проницаемости средней части полюса.

2. Двигат ль по и. 1, о т л и ч аю шийся тем, что средняя часть полюса выполнена в виде электромагнита с обмотками возбуждения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

В 63313, кл. Н 02 К 23/04, 1944 °

812195

Филиал ППП "Патент", r Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель С. Шутова

Редактор . Ахмедова Техред Н.Граб

Закаэ 525/4 Тираж 730

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

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

Корректор М. Коста

Подписное