Электрический двигатель постоянного тока

 

(iii919023

Союз Советскмк

Социалистические

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свил-ву (22)Заявлено 14,03 ° 79 (21) 2736702/24-07 с прнсоеаинением заявки М (51)М. Кл.

Н 02 К 41/095

Гааударатеоиьй комитет

СССР (23 ) П риоритет вв яелам иаабретеиий и аткрытий

Опубликовано 07. 04. 82. Бюллетень М 13

Дата опубликования описания 10.04.82 (53) УДК 621..313.282 (088.8) { ?2) Авторы изобретения

В.Т. Беликов и В.Г. Челак

1 . :-

1 (71) заявители (54) ЭЛЕКТРИЧЕСКИД ДВИГАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО TOKA

Изобретение относится к электромашиностроению и может быть использовано в приводах, требующих совмеще- . ния перемещения подвижного элемента в аксиальном направлении с его вращением вокруг продольной оси двигателя при необходимости достижения плавного регулирования скорости винтового движения в широком диапазоне и необходимости попучения точного

10 останова рабочего органа. Одной из важных областей применения изобретения является электропривод промышленных роботов и манипуляторов, где требуется сочетание поступательного

1S и вращательного движений и достижение точного позиционирования.

Известен электрический двигатель, который за счет особой конструкции статора и ротора позволяет получить винт- вое движение подвижного элемента ",13.

Известен также электрический двигатель постоянного тока, состоящий из двух винтообразных магнитопроводов статора, размещенных на следующих друг за другом заходах двухзаходной винтовой линии, несущих якорные обмотки и обмотку возбуждения, и ротора с ферромагнитными выступами для формирования основного магнитного потока, также расположенных на двух" заходной винтовой линии j2).

Недостатками двигателя являются повышенный расход активных материалов и неравномерность хода, обусловленные продольным по отношению к развиваемому.электромагнитному усилию замыканием основного магнитного потока.

Цель изобретения — уменьшение расхода активных материалов и увеличение равномерности хода.

Указанная цель достигается тем, что каждый из магнитопроводов. статора имеет длину, равную половине окружности, и в каждом из них выполнен винтовой паз, в котором уложена об919023 щая для обоих магнитопроводов обмотка возбуждения. а пазы для якорной обмотки выполнены на всей внутренней .поверхности магнитопроводов статора, при этом ферромагнитные выступы ротора, расположенные на каждом из заходов винтовой резьбы, размещены в два ряда так, что против выступа одного находится впадина другого.

На фиг. 1 изображены магнитопро- 1О воды статора двигателя с пазами для укладки обмоток возбуждения якоря; на фиг, 2 - магнитопровод ротора двигателя; на фиг. 3 — схема укладки обмотки якоря на магнитопроводах статора.

Статор электрического двигателя постоянного тока фиг, 1) имеет вид двух ферромагнитных магнитопроводов

П-образного поперечного сечения, пред- 2О ставляющие собой два отрезка двухзаходной винтовой линии. Полная длина каждого магнитопровода статора, вдоль которого можно уложить 2р7, где р

1, 2, 3, равна 1/2 длины витка од25 ного захода, т.е. каждый магнитопровод занимает 180 по ходу винтовой линии. В центральной внутренней части магнитопроводов 1 и 2 выполняются винтовые прямоугольные пазы 3 и 4, имеющие шаг винтовой линии, равный шагу винта магнитопроводов статора.

Э и винтовые пазы служат для укладки кольцевой обмотки возбуждения. По обе стороны от пазов 3 и 4 на участ- з5 ках равной ширины располагаются пазы

5 и 6, параллельные продольной оси двигателя. Пазы 5 и 6 служат для размещения якорных обмоток двигателя и равномерно размещаются по всей внут- 4О ренней поверхности магнитопроводов статора. Число полюсных делений якорных обмоток кратно двум полюсным делениям машины т . Магнитопроводы 1 о и 2 s сумме занимают угол равный 360 45 что позволяет выполнить барабанный электромеханический коллектор.

Ротор двигателя (фиг. 2) выполняется из ферромагнитного материала и представляет собой цилиндр 7, на ко- s0 тором размещены ферромагнитные модуляторы 8-11 основного магнитного поля, располагающиеся внутри винтовых поверхностей магнитопроводов статора, несущих якорные обмотки. 55

Ширина каждого из этих выступов, по продольной оси двигателя, равна ширине каждого из участков магнитопроводов 1 и 2 статора с пазами 5 и 6.

Выступы 8-11, формирующие основное магнитное поле, имеют длину вдоль винтовой линии, равную t. g Т,L — коэффициент расчетной полюсной дуги).

Длина впадин 12-15 между выступами

8-11 составляет (2 - I, ) Т. Расстояние между внутренними поверхностями выступов 8-11, измеренное вдоль оси двигателя, равно ширине пазов 3 и 4, занимаемых обмоткой возбуждения двигателя. Оси выступов 8 и 10 совпадают с осями впадин 12 и 14, а выступов

9 и « - с осями впадин 13 и 15, обеспечивая шахматное расположение этих выступов.

Работа предлагаемого двигателя может быть обьяснена на основании рассмотрения фиг. 3 где схематически представлены магнитопроводы 1 и 2 статора с обмоткой якоря, подсоединенной к пластинам электромеханического коллектора. Заштрихованы площадки поверхностей (например. магнитопровод 1), соответствующие расположению под ними ВинтоВых Выступов ротОра.

Если по проводникам обмотки 16-18 при показанном на фиг, 3 положении щеток на коллекторе ток протекает вправо, а по проводникам 19-2 1 — влево, а обмотка возбуждения включена так, что в зоне проводников 16-18 поток возбуждения направлен "к нам, а в зоне проводников 19-21 соответственно от нас", то на винтовые выступы ротора, находящиеся в зоне проводников 16-18 в соответствии с законом Био-Савара-Лапласа действует электромагнитное усилие, направленное против часовой стрелки, против же часовой стрелки направлено и усилие, действующее на винтовые выступы, находящиеся в зоне проводников 19-21 статора. Аналогичный порядок возникновения электромагнитных усилий наблюдается и под действием токов в проводниках 22-27. Под действием этих усилий возникает вращательный момент двигателя, перемещающий ротор. При начавшемся под действием этого усилия винтовом вращении ротора коллектор коммутирует секции якорной обмотки таким образом, чтобы направление вращающегося момента все время сохранялось.

919023 иэ них выполнен винтовой паз, в коФормула изобретения тором уложена о щая д б ля обоих магнитопроводов обмотка возбуждения, а

Электрический двигатель noñòoÿíпазы для якорнои о мотки ного тока, состоящии иэ дв внутренней поверхности магобразных магнитопроводо в статора, s на всеи вну р т тора при этом ферих р г от дру- нитопроводов ста размещенных на следующих дру ступы ротора, располохо ной винтовой ли- ромагни тные высту га заходах двухзаходнои вин на каждом иэ заходов винтоные обмотки и обмот- женные на каж нии, несущих якорные о м б размещены в два ряда так, ку возбуждения, и ротора с ферромаг- вои резь ы, 1р что про отив выступа одного находится нитными выступам д ф и ля формирования впадина другого. основного магнитного потока, также

Источники информации, р асположенных на двухзаход ной виню и и с я принятые во внимание при экспертизе

11 945225

63 и величения 1s кл. H 2 активных материалов и у

2. Авторское свидетельство СССР равномерности хода, каждый ка ый из магний 2579545/24-07, имеет длину, рав- по заявке

Н 02 К 41/02 15.02.78. ную половине окружнос ти и в каждом кл.

Фиг. /

919023

Заказ 2157/36

Тираж 719 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

Составитель С. Венгржановская

Редактор Ю. Ковач Техред E. баритончик KoppeKTQD M. (!ароши