Магнитоэлектрический моментный микродвигатель

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советсник

Сециаяистическин

Рвспубник ц904131 (61) Дополнительное к авт. санд-ву (22)Заявлено ОЯ)580 (2!) 2920261/24-07 с присоединением заявки М (23 ) П рнорнтет (51)М. Кл.

Н 02 К 23/04

Н 02 К 26100 (53) УДК 621. 313. .2(088.8) фЬеудерстеенный комитет

CCCP ао делам нэаеретеннй н етерытнй

Опубликовано 0702В2. бюллетень М 5

Дата опублнковання описания 071)282

Б.Е. Базанов, H.И. Боровкова, А.Б. Керпе и В.Г. Писков (72) Авторы .нзобретення и

7 ° (7t) Заявитель (54) МАГНИТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ МОМЕНТН6!Й

ИИКРОДВИГАТЕЛЬ

Изобретение относится к электрическим машинам, а именно к магнитоэлектрическйм моментным двигателям (ИД), т.е. к коллекторным электрическим машинам постоянного тока с возбуждением от постоянных магнитов, и

S может быть использовано в устройствах автоматики.

Известны электрические машины, в

io которых для умен ьше ни я ре акти вного зубцового момента Мр, обусловленного взаимным магнитным взаимодействием якоря и статора, при отсутствии тока в обмотке якоря применяется

15 скос пазов якоря (1 1.

Недостатком таких электрических машин является низкий пусковой момент вызванный скосом пазов якоря, что, помимо неоптимального расположения проводников обмотки в магнитном поле, приводит к. значительному уменьшению площади паза, занимаемой обмоткой.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является моментный электродвига1ель постоянного тока, содержащий кольцевой статор с постоянными магнитами, цилиндрический якорь, расположенный концентрично статору, и щеточно-коллекторный узел $2).

Недостатком такого двигателя является высокое значение реактивного зубцового момента, что снижает величину пускового момента и точность ра" боты двигателя в устройствах автоматики при малых сигналах управления.

Цель изобретения - уменьшение реактивного зубцового момента двига" теля при сохранении величины пусково" го момента.

Указанная цель достигается тем, что в магнитоэлектрический магнитный . микродвигатель, содержащий кольцевой статор с постоянными магнитами, цилиндрический якорь, расположенный концентрично статору, и щеточно-коллек904131

3 торный узел, введены кольцо из магнитомягкого материала с наружными, равномерно расположенными по окружности зубцами и дополнительный постоянный магнит; кольцо установлено на цилиндрической поверхности лобовой части обмотки якоря, обращенной к статору, со стороны противоположной коллектору, причем число зубцов кольца равно числу зубцов якоря и зуб- о цы кольца смещены относительно зубцов якоря на половину зубцового деления якоря; дополнительный постоянный магнит закреплен на статоре с зазором относительно кольца и коак- !5 ,сиально ему таким образом, что его ос симметрии совпадает с осью симметрии одного из магнитов статора.

На фиг,! представлен магнитоэлектрический моментный микродвигатель, на фиг.2 - разрез А-А на фиг.l.

Иикродвигатель состоит из статора 1, внутри которого концентрично ему установлен якорь 2.

Статор 1 представляет собой обойму 3 из материала с высокой магнитной проницаемостью с установленными в нее постоянными магнитами 4 и внешнего немагнитного кольца 5.

Якорь 2 выполнен в виде шихтованного сердечника 6 из магнитомягкого .материала с пазами, в которых уложена обмотка 7, соединенная с коллектором .8, на котором установлены щетки 9.

Коллектор 8 и щетки 9 образуют щеточ35 но-коллекторный узел.

На цилиндрической поверхности лобовой части обмотки 7 якоря 2, обращенной к статору 1, со стороны противоположной коллектору 8, установлено кольцо 10 из магнитомягкого материала с наружными, равномерно расположенными по окружности зубцами 11, число которых равно числу зубцов !2 якоря 2 причем зубцы 11 кольФ

45 ца 10 и зубцы 12 якоря 2 смещены друг относительно друга на половину зубцового деления якоря 2.!

На статоре 1 с гарантированным

«зазором относительно кольца 10 и ко" аксиально ему закреплены дополнительный постоянный магнит 13 из высоко" эрицитивного сплава, например, приз" матической формы, таким образом, ° что его ось симметрии, идущая в радиальном направлении, совпадает с осью симметрии одного из магнитов .4 статора 1.

Размещение кольца 10 и магнита 13 в пределах лобовой части обмотки 7 якоря 2 со стороны, противоположной коллектору 8, обеспечивает уменьшение Ир, без увеличения габаритов двигателя.

Кольцо 10 установлено на якоре 2 таким образом, что зазор между торцовой поверхностью кольца и поверхностью статора 1 значительно больше, чем зазор между якорем 2 и статорои

1, что практически исключает магнитное взаимодействие между статором 1 и кольцом !0

Постоянный магнит 13 расположен на статоре 1 так, что направление его магнитного потока совпадает с направлением магнитного потока постоянного магнита 4 статора 1, что может привести даже к некоторому увеличению пускового момента микродвигателя вследствие увеличения его основного магнитного потока.

Иагнитоэлектрический моментный микродвигатель работает следующим образом.

При подаче сигнала управления (напряжения) через щеточно-коллек» торный узел в обмотку 7 якоря 2, в последней проходит ток управления, создающий совместно с потоком возбуждения (от постоянных магнитов 4 статора 1) вращающий момент, под действием которого якорь 2 поворачивается (при работе в режиме поворота) либо начинает вращаться (в режиме двигателя). Величина вращающего момента и его направление пропорциональны управляющему сигналу.

При отсутствиИ сигнала управления в результате магнитного взаимодействия между магнитами 4 статора 1 и зубцами 12 якоря 2 возникает реактивный зубцовый момент Мр, имеющий синусоидальный характер изменения с перио" дом, равным зубцовому делению..Благодаря магнитному Ъзаимодействию между зубчатым кольцом 10 и магнитом 13 создается компенсационный момент, имеющий тот же период, что и

Мо, вследствие равенства числа зубцов 11 кольца 10 и числа зубцов !2 якоря 2 и направление, противоположное Ир, что обеспечивается взаимным смещением зубцов 11 кольца !0 и зубцов 12 якоря 2 на половину зубцового деления якоря 2. Это позволяет значительно уменьшить И Р при выбоформула изобретения

Ю 4

5 9041 ре определенной величины воздушного зазора между магнитом 13 и кольцом 10. Таким образом, в предлагаемой конструкции микродвигателя достигается снижение реактивного зубчатого момента без уменьшения пускового момента и увеличения габаритов двигателя.

Иагнитоэлектрический моментный микродвигатель, содержащий кольцевой статор с постоянными магнитами, цилиндрический якорь с обмоткой, рас- 15 положенный концентрично статору, и щеточно-коллекторный узел, о т л ичaoùèéся тем, что, сцелыо уменьшения реактивного зубцового момента, в него введены кольцо из маг- ю нитомягкого материала с наружными, равномерно расположенными по окружности зубцами и дополнительный пос31 6

1 тоянный магнит, кольцо установлено на цилиндрической поверхности лобовой части обмотки якоря, обращенной к статору, со стороны противоположной коллектору, причем число зубцов кольца равно числу зубцов якоря и, зубцы кольца смещены относительно зубцов якоря на половину зубцового деления якоря; дополнительный постоянный магнит закреплен на статоре с зазором относительно кольца и коаксиально.ему таким образом, что его ось симметрии совпадает с осью симметрии одного из магнитов статора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Коник Б.Х. и др. Исследование реактивных моментов в некоторых типах микромашин. Л., Судпромгиз, 1959.

2. Авторское свидетельство СССР

0 485527, m. Я 02 К 23/04, 1975 (прототип). фВНИИПИ аказ 150/"3

Тираж 718 Подписное филиал ППП "Патент", r.Ужгород, ул.Проектная,4