Кільцевий електродвигун поляризованого типу

Корисна модель відноситься до електромашинобудування і може бути використана як коливний рушій з давачами зворотного зв'язку за швидкістю та кутовим положенням ротора опорно-поворотних пристроїв сканувальних систем. Відомий електродвигун поляризованого типу з обмеженим кутом повороту якоря впоперек ліній магнітної індукції з магнітоелектричним підмагнічуванням та обмоткою керування на статорі [Электромеханические преобразователи гидравлических и газовых приводов. /Е.М.Решетников, Ю.А.Саблин и др./ - М.: Машиностроение, 1982. с.8-14]. Однак конструкція такого електродвигуна є непристосованою до використання високоефективних рідкісноземельних магнітів, що не дозволяє покращити його енергетичні показники. Найближчим аналогом до двигуна, що заявляється, є кільцевий електродвигун поляризованого типу, що містить статор з магнітопровідним корпусом, на якому радіально розташовані 2р полюсів обмотки керування, і немагнітний вал, на якому розташовані полюсні магнітом'які елементи, між котрими встановлені рідкісноземельні постійні магніти. [Харчишин Б., Завгородний В. Тенденции развития конструкций электромеханических преобразователей для электрогидроприводов. 3rd International Scientific and Technical Conference on Unconventional Electromechanical and Electrical Systems. 19-21 September 1997, -Alushta (Ukraine) - P.259]. Однак конструкція такого двигуна не забезпечує можливість регулювання крутизни механічної характеристики, що є важливою властивістю для забезпечення коливного руху в режимах, близьких до резонансних. Крім того, такий двигун не забезпечує зворотний зв'язок системи електроприводу для відпрацювання заданого закону коливного руху. В основу корисної моделі поставлено завдання створення кільцевого електродвигуна поляризованого типу, в якому за рахунок нового конструктивного виконання забезпечується можливість регулювання крутизни механічної характеристики та можливість отримання тахометричних і гоніометричних сигналів зворотного зв'язку і завдяки цьому спрощується завдання створення замкненого електроприводу. Поставлене завдання вирішується тим, що в кільцевому електродвигуні поляризованого типу, що містить статор з магнітопровідним корпусом, на якому радіально розташовані 2р полюсів обмотки керування, і ротор з немагнітним валом, на якому розташовані полюсні магнітом'які елементи, між котрими встановлені рідкісноземельні постійні магніти, згідно з корисною моделлю для забезпечення можливості регулювання крутизни механічної характеристики містить на торці ротора кільцевий магнітний шунт, а для забезпечення зворотного зв'язку системи електроприводу за швидкістю та кутом положення ротора містить вбудований тахогенератор у вигляді статорних полюсів з котушками обмотки тахогенератора, та роторних магнітопроводів тахогенератора з тангенційно намагніченими постійними магнітами, що вписані у магнітну систему ротора двигуна, вбудований індукційний давач положення ротора зі статором, виконаним з призматичного феритового магнітопроводу, у відповідних пазах якого встановлені обмотка збудження та дві сигнальні обмотки, і встановлений на внутрішній частині корпуса на немагнітних прокладках, та ротором у вигляді пасивного феритового елемента встановленого на валі на немагнітній підкладці так, щоб відбувалося симетричне перекривання полюсів статора давача положення. Введення на торці ротора кільцевого магнітного шунта з регулюванням відстані від нього до магнітопроводів двигуна дозволяє змінювати робочий магнітний потік і тим самим регулювати крутизну механічної характеристики при налагодженні резонансних режимів коливань. Введення в конструкцію первинних давачів швидкості та кутового положення ротора дозволяє використати їх сигнали в якості зворотного зв'язку в системі електроприводу опорно-поворотного пристрою. На Фіг.1 зображено загальний вигляд кільцевого електродвигуна поляризованого типу, на Фіг.2 - давач кутового положення, на Фіг.3 -тахогенератор, на Фіг.4 - розріз В-В, де 1 - магнітопровідний корпус; 2 -полюси двигуна; 3 - котушки полюсів двигуна; 4 - полюси тахогенератора; 5 - котушки полюсів тахогенератора; 6 немагнітні прокладки статора давача положення; 7 - феритовий магнітопровід; 8 - обмотка збудження; 9 сигнальні обмотки; 10 - полюси статора давача положення; 11 - немагнітний вал; 12 - магнітпроводи двигуна; 13 постійні магніти двигуна; 14 -магнітопроводи тахогенератора; 15 - постійні магніти тахогенератора; 16 -пасивний феритовий елемент; 17 - немагнітна підкладка; 18 - транспортну плиту; 19 — магнітний шунт; 19 - гвинти шунта. Кільцевий електродвигун поляризованого типу містить статор, що складається з магнітопровідного корпуса 1, на внутрішній циліндричній поверхні якого радіально розташовані 2р полюсів двигуна 2 з котушками 3 з послідовно-зустрічним з'єднанням сусідніх котушок, полюси тахогенератора 4 з котушками 5 та встановлений на немагнітних прокладках 6 статор індукційного давача положення, виконаний з призматичного феритового магнітопроводу 7, у відповідних пазах якого встановлені обмотка збудження 8 та дві сигнальні обмотки 9, що охоплюють полюси статора 10 давача положення. Ротор електродвигуна складається з немагнітного вала 11, на якому розташовані магнітпроводи двигуна 12, між котрими встановлені 2р рідкісноземельних тангенційно намагнічених постійних магнітів ротора 13 чергової полярності, магнітопроводи тахогенератора 14 з тангенційно намагніченими постійними магнітами 15, що замикають магнітну систему ротора двигуна, пасивний феритовий елемент 16 давача положення ротора, встановлений на валі 11 на немагнітній підкладці 17. Тахогенератор і давач положення ротора розташовані діаметрально у зонах вільних від статорних та роторних елементів двигуна. Ротор і статор виконані без підшипників. На роторі встановлено транспортну плиту 18 з магнітним шунтом 19 на гвинтах 20. У неробочому стані ротор відносно статора займає стійке нейтральне положення так, що магнітопроводи двигуна 12, магнітопроводи тахогенератора 14, пасивний феритовий елемент 16 давача положення ротора розташовані симетрично напроти двох відповідних сусідніх полюсів статора. При навантаженні ротора зовнішнім моментом на ротор діє електромагнітний момент пропорційний куту відхилення. При живленні обмотки двигуна струмом на ротор діє електромагнітний момент пропорційний цьому струму. При відхиленні ротора на деякий кут змінюється магнітна провідність магнітної системи давача положення ротора пасивним феритовим елементом 16 ротора, внаслідок чого магнітний потік високої частоти, створений обмоткою збудження 8 наводить в сигнальних обмотках 9 високочастотний трансформаторний сигнал з амплітудою пропорційною куту відхилення. При переміщенні ротора відносно статора внаслідок зміни магнітного потоку у полюсах тахогенератора 4 відбувається зміна величини електрорушійної сили його котушок 5 прямопропорційно до швидкості зміни кута повороту. Регулювання відстані між магнітопроводами двигуна 12 та магнітним шунтом 19 здійснюється за допомогою гвинтів 20 при налагодженні резонансних коливних режимів роботи. Інтегральне виконання в одній конструкції рушія, давача кутового положення ротора і тахогенератора дозволяє не збільшуючи габаритних розмірів електродвигуна поляризованого типу отримати гоніометричні і тахометричні сигнали зворотного зв'язку для системи електроприводу.