Хвильовий електродвигун з внутрішнім статором

1. Хвильовий електродвигун з внутрішнім статором, який містить циліндричне осердя статора, у зовнішніх пазах якого укладена багатофазна обмотка, виконаний у вигляді порожнистого циліндра ротор, охоплюючий осердя статора по зовнішній поверхні, і гнучкий магніточутливий елемент, охоплюючий осердя статора по зовнішній поверхні і контактуючий без проковзування з порожнистим ротором, причому принаймні між деякою ділянкою магніточутливого елемента і осердям статора, а також між деякою ділянкою вказаного елемента і ротором існує C2 2 (19) 1 3 ним двох кільцевих груп постійних магнітів, закріплених на водилі. Однак відомий електродвигун має значні габаритні розміри внаслідок наявності двох водил з роликами і недостатній момент обертання, що виникає при зсуві площини деформації гнучкої ланки, впливаючому на ролики, які і передають обертання на вихідний вал. Відома конструкція електричної машини, яка містить корпус, статор, що містить магнітопровід з обмоткою, ротор, виконаний у вигляді гнучкої ланки зчеплення, що огинає зірки, насаджені на вихідні вали. Пластини гнучкої ланки зчеплення з'єднані з електромагнітними елементами, виконаними з двома охопленими магнітопроводом провідниками, кінці яких з'єднані перемичками [3]. Відома електрична машина має значні габаритні розміри внаслідок наявності рознесених у просторі двох зірок, а конструкція ротора у вигляді гнучкої кінематичної ланки, яка містить електромагнітні елементи, провідники, перемички і магнітопровід, достатньо складна і ненадійна при тривалій роботі. Найбільш близьким по технічної суті винаходу, що пропонується, є хвильовий електродвигун, який містить розімкнутий багатофазний статор з обмоткою, гнучкий магніточутливий елемент у вигляді стрічки, закріпленої на кінцях, і ротор, при цьому статор виконаний з двох частин внутрішньої циліндричної і зовнішньої розімкнутої, з групою керованих обмоток кожна, між внутрішньою і зовнішньою частинами статора виконаний робочий зазор, в якому розташовані гнучкий магніточутливий елемент і порожнистий ротор [4]. Електродвигун-прототип забезпечує поліпшені енергетичні показники за рахунок підвищеного тягового зусилля. Однак відомий електродвигун має такі недоліки: 1. Підвищені витрати на виготовлення і ускладнена технологія виготовлення розімкнутого статора. 2. Якщо порожнистий ротор виконаний із немагнітного матеріалу, то між гнучким магніточутливим елементом і внутрішнім статором створюється значний немагнітний зазор. Якщо ротор виконати із феромагнітного матеріалу, то він буде шунтувати частину магнітного потоку, створеного обмоткою внутрішнього статора. І в першому і в другому варіантах від обмотки внутрішнього статора до гнучкого магніточутливого елемента приходить понижений магнітний потік, що призводить до малої електромагнітної сили притягання між ними, а значить і до пониженої сили тяги електродвигуна. 3. У відомому електродвигуні порожнистий ротор може бути виконаний тільки з малою товщиною стінок внаслідок причин, вказаних у попередньому пункті. Однак тонкостінний ротор внаслідок конструктивних причин не може бути силовим елементом електродвигуна і забезпечувати передачу значного електромагнітного моменту із-за можливості його деформування, наприклад, скручування. 76601 4 Задачею винаходу є підвищення технологічності при виготовленні, спрощення конструкції і підвищення електромагнітного моменту хвильового електродвигуна. Поставлена задача вирішується тим, що у відомому хвильовому електродвигуні з внутрішнім статором, який містить циліндричне осердя статора, у зовнішніх пазах якого укладена багатофазна обмотка, виконаний у вигляді порожнистого циліндра ротор, охоплюючий осердя статора по зовнішній поверхні, і гнучкий магніточутливий елемент, охоплюючий осердя статора по зовнішній поверхні и контактуючий без проковзування з порожнистим ротором, причому, по крайній мірі, між деякою ділянкою магніточутливого елемента і осердя статора, а також між деякою ділянкою вказаного елемента і ротором існує зазор, згідно винаходу, що пропонується, магніточутливий елемент охоплений зовні порожнистим ротором, контактує із зовнішньою поверхнею осердя статора без проковзування і виконаний з можливістю вигинання в радіальному напрямку без зміни своєї довжини, при цьому контактуючі із зовнішньою поверхнею осердя статора ділянки магніточутливого елемента розташовані між контактуючими з внутрішньою поверхнею ротора ділянками магніточутливого елемента. Крім того, зовнішня поверхня магніточутливого елемента і внутрішня поверхня порожнистого ротора виконані з більшим коефіцієнтом тертя. Крім того, зовнішня поверхня магніточутливого елемента і внутрішня поверхня порожнистого ротора виконані рифленими з насічками. Розташування порожнистого ротора зовні магніточутливого елемента дозволяє: 1. усунути зазор між цим елементом і зовнішньою поверхнею осердя статора, що призводить до збільшення сили притягання між ними при живленні обмотки струмом, а значить і до збільшення електромагнітного моменту двигуна; 2. виконати ротор із будь-якого електротехнічного матеріалу - магнітного або немагнітного; 3. виконати ротор зі значною товщиною стінок; товстостінний ротор дозволяє передавати значний електромагнітний момент без механічних деформацій; 4. приєднати до зовнішньої поверхні ротора навантаження, наприклад, шків приводного пристрою. Виконання магніточутливого елемента з можливістю вигинання в радіальному напрямку без зміни своєї довжини дозволяє при контактуванні одних його ділянок, розташованих напроти живлених струмом секцій обмотки статора, до осердя статора, іншим ділянкам магніточутливого елемента, розташованих напроти не живлених струмом секцій обмотки, створювати зазор між зовнішньою поверхнею осердя статора і цим елементом, притискуючись до внутрішньої поверхні ротора з хорошим механічним контактом. 5 Виконання зовнішньої поверхні магніточутливого елемента і внутрішньої поверхні порожнистого ротора з більшим коефіцієнтом тертя дозволяє усунути між ними проковзування, що забезпечує передачу більшого електромагнітного моменту від статора через магніточутливий елемент до ротора. Усуванню проковзування між вказаними елементами сприяють також виконання зовнішньої поверхні магніточутливого елемента і внутрішньої поверхні порожнистого ротора рифленими із насічками. На Фіг.1 схематично показаний поперечний переріз хвильового електродвигуна з внутрішнім статором; на Фіг.2 - показаний поперечний переріз хвильового електродвигуна, у якого живлені струмом секції обмотки статора відзначені темним тоном; секції кожної фази обмотки відзначені однаковим тоном. Стрілкою А показаний напрям обертання магнітного поля статора при перемиканні секцій обмотки, а стрілкою Б - напрям обертання ротора; на Фіг.3 - представлена картина розподілення силових ліній магнітного поля для хвильового електродвигуна з живленими струмом секціями обмотки статора, показаними на Фіг.2. Хвильовий електродвигун з внутрішнім статором складається із циліндричного осердя статора 1, в зовнішніх пазах якого укладена трифазна обмотка, яка складається із секцій 2, 3 і 4, ротора 5, виконаного у вигляді порожнистого циліндра, який охоплює осердя статора 1 по зовнішній поверхні 6, і гнучкого магніточутливого елемента 7, розташованого між осердям статора 1 і ротором 5. Кожна секція обмотки складається з пари протилежно розміщених обмоток, кожна з яких розміщена в двох суміжних пазах осердя статора. Гнучкий магніточутливий елемент 7 контактує без проковзування з порожнистим ротором 5 і з зовнішньою поверхнею б осердя статора 1, причому, по крайній мірі, між ділянками 8 і 9 магніточутливого елемента 7 і осердя статора 1, а також між ділянками 10 і 11 елемента 7 і ротором 5 існує зазор 12. Контактуючі із зовнішньою поверхнею 6 осердя статора 1 ділянки 10 і 11 магніточутливого елемента 7 розташовані між контактуючими з внутрішньою поверхнею 13 ротора 5 ділянками 8 і 9 магніточутливого елемента 7. Гнучкий магніточутливий елемент 7 виконаний з можливістю вигинання в радіальному напрямку без зміни своєї довжини. Зовнішня поверхня 14 магніточутливого елемента 7 і внутрішня поверхня 13 порожнистого ротора 5 виконані з більшим коефіцієнтом тертя. Зокрема, зовнішня поверхня 14 магніточутливого елемента 7 і внутрішня поверхня 13 порожнистого ротора 5 виконані рифленими з насічками (на Фіг.не показані). Хвильовий електродвигун працює таким чином. Здійснюється послідовне живлення струмом секцій 2, 3 і 4 трифазної обмотки статора. 76601 6 Внаслідок цього відбувається послідовне вигинання магніточутливого елемента 7 в радіальному напрямку з притяганням одних його ділянок до осердя статора 1 і притискуванням інших його ділянок до внутрішньої поверхні ротора з передачею на нього електромагнітного моменту. Ось так, при живленні секцій 3 і 4 обмотки статора струмом відбувається притягання ділянок 10 і 11 магніточутливого елемента 7 до зовнішньої поверхні 6 осердя статора 1. Оскільки елемент 7 виконаний з можливістю вигинання в радіальному напрямку без зміни своєї довжини, то ділянки 8 і 9 магніточутливого елемента 7 притискуються до внутрішньої поверхні 13 порожнистого ротора 5. При цьому між ділянками 10 і 11 магніточутливого елемента 7 і внутрішньою поверхнею 13 порожнистого ротора 5, а також між ділянками 8 і 9 елемента 7 і зовнішньою поверхнею 6 осердя статора 1 створюється зазор 12. Оскільки між контактуючими ділянками магніточутливого елемента 7 з внутрішньою поверхнею 13 ротора 5 і зовнішньою поверхнею 14 осердя статора відсутнє проковзування, а зовнішня поверхня 14 елемента 7 і внутрішня поверхня 13 порожнистого ротора 5 виконані з більшим коефіцієнтом тертя, то відбувається передача електромагнітного моменту від елемента 7 до ротора 5 при послідовному живленню струмом секцій 2, 3 і 4 трифазної обмотки статора. При послідовному перемиканні секцій 2, 3, 4 обмотки статора утворюється обертове магнітне поле (показане стрілкою А). При цьому формується хвиля вигинання магніточутливого елементу 7, внаслідок чого забезпечується обертання ротора 5 в напрямку, показаному стрілкою Б зі швидкістю, що значно нижче швидкості обертання магнітного поля. Хвильовий електродвигун з внутрішнім статором, що пропонується, є технологічним у виготовленні, має просту і надійну конструкцію осердя статора і ротора, характеризується легкістю з'єднання зовнішньої поверхні ротора з механізмом, що приводиться у дію, забезпечуючи передачу значного електромагнітного моменту на ротор при значно зниженій швидкості у порівнянні із швидкістю обертання магнітного поля, утвореного обмоткою статора. Джерела інформації 1. а.С.СССР № 875551, МКИ Н02К 41/06. Ротор волнового электродвигателя. - 3. № 2871746/24-07. - Опубл. 23.10.81г., Бюл. № 39. 2. А.С.СССР № 1387129, МКИ Н02К 41/06. Волновой электродвигатель. - 3. № 3888766/24-07. Опубл. 07.04.88г., Бюл. № 13. 3. Пат. Российской Федерации № 2074491, МКИ Н02К 41/06. Электрическая машина. - 3. № 94027926/07. - Опубл. 27.02.97г. 4. А.С.СССР № 909769, МКИ Н02К 41/06. Волновой электродвигатель. - 3. № 2591714/24-07. - Опубл. 28.02.82г., Бюл. № 8 (прототип). Комп’ютерна верстка О. Чепелев Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601