Безконтактний двигун постійного струму з дисковим ротором

Безконтактний двигун постійного струму з дисковим ротором, що містить статор з радіальними 3 78249 4 - наявність загального осердя статора, магнітдискового ротора на шляху замикання основного не насичення якого обмежує перевантажувальну магнітного потоку двигуна, тільки виходячи з техздатність машини. нологічних можливостей забезпечення його мініВ основу винаходу поставлена задача створимального значення, чим обумовлене зменшення ти безконтактний двигун постійного струму з дисяк розмірів котушок обмотки збудження, так і елекковим ротором, в якому за рахунок іншого викотричних втрат у ни х. нання магнітної системи статора забезпечити У пропонованому двигуні досить просто реаліможливість різкого ослаблення реакції якоря двизується модульний принцип побудови сучасних гуна, що призводить до підвищення його переванспеціальних електродвигунів, при якому в аксіальтажувальної здатності і, відповідно, до підвищення ному напрямку чергуються два конструктивних швидкодії в перехідних режимах. При цьому, значелементи, наприклад, модуль якоря, виготовлений но зменшується маса дискового ротора, спрощуна підставі немагнітного диска з радіально розтається технологія виготовлення двигуна, зменшушованими феромагнітними стрижнями, що форються його осьові розміри, а конструктивна схема мують зубцову зону, в пазах якої покладені секції двигуна забезпечує можливість модульного принобмотки якоря і модуль дискового ротора, що ципу його побудови, тобто послідовного чергуванскладається з немагнітного диска з феромагнітниня модуля якоря (зубцова зона і секції обмотки) і ми виступами-полюсами. Подібна конструктивна модуля дискового ротора (немагнітний диск з фесхема БДПСДР забезпечує підвищення питомих ромагнітними полюсами). Це значно підвищує пизначень потужності і моменту двигуна, що особлитоме значення потужності моменту. во виявляється при низьких номінальних (безредуПоставлена задача вирішена в конструкції кторних) частота х обертання, при значному зменбезконтактного двигуна постійного струму з дискошенні трудомісткості його виготовлення в цілому. вим ротором, що містить статор з радіальними Безконтактний двигун постійного струму з диспазами для укладання обмотки якоря, тороїдальну ковим ротором представлений на кресленнях де: обмотку збудження і дисковий ротор тим, що стаФіг.1 - конструктивна схема двигуна; тор виконано з ряду окремих магнітно не зв'язаних Фіг.2 - двигун, переріз А-А; феромагнітних стрижнів Π-подібної форми, розтаФіг.3 - двигун, переріз В-В; шованих симетрично щодо феромагнітних полюсів Фіг.4 - модуль дискового ротора, аксонометрія; дискового ротора, основа якого виконана з немагФіг.5 - схема розкручення двигуна уздовж зовнітного матеріалу і жорстко з'єднана з валом, а нішнього діаметра модуля якоря. кінцеві частини радіально ориєнтованих стрижнів Безконтактний двигун постійного струму з дисП-подібної форми закріплені в немагнітних торцоковим ротором містить статор 1, що складається з вих щита х статора, причому секції обмотки якоря модулів якоря 2, 3, 4, 5, ротор 6, що включає в покладені в наскрізні пази між феромагнітними себе два модулі дискового ротора 7, 8 і напівпрострижнями-зубцями кожного з модулів якоря, при відниковий комутатор 9. На внутрішній поверхні цьому комутація струмів секцій по сигналах датчистатора 1 розташовані тороїдальні котушки обмотка положення здійснюється напівпровідниковим ки збудження 10, 11. комутатором. Торцеві щити 12, 13 статора 1 уявляють собою Причинно-наслідковий зв'язок між сукупністю немагнітні диски 14, 15, установлені нерухомо щозаявлених ознак і досягненням технічного резульдо вала 16 за допомогою підшипників 17, 18. З тату можна пояснити наступним. валом 16 жорстко зчленовані два (для даного ваУ безконтактному двигуні постійного струму, ріанта двигуна) модуля дискового ротора 7, 8, кощо заявляється, з дисковим ротором (БДПСДР) на жний з яких складається з немагнітних дисків 19, відміну від прототипу немає масивного феромагні20 і феромагнітних полюсів 21, 22. Феромагнітні тного осердя ротора, що зменшує масу обертової полюси 21, 22 відділені від модулів якоря 2, 3, 4, 5 частини двигуна, відповідно підвищує його швидробочим повітряним зазором d. Число полюсів кодію. Відсутність загального ярма якоря і ярма кожного з модулів дискового ротора 7, 8 дорівнює обмотки збудження забезпечує шлях замикання числу пар полюсних розподілів якоря t, а довжина магнітного потоку МРС обмотки якоря тільки через кожного з полюсів уздовж утворюючи х якоря дорібічні поверхні зубців модуля якоря і повітряних внює a d·t, де a d - коефіцієнт полюсного перекпроміжків між ними (пази), що мають малу магнітриття. ну проникність, чим обумовлене обмеження реакМодулі якоря 2, 3, 4, 5 конструктивно однотипції якоря, можливість одержання великих переванні і містять феромагнітні стрижні-зубці 23, 24, 25, тажень по струму, обумовлених, в основному, 26, що утворюють зубцеві зони, у проміжках яких умовою відсутності перекидання магнітного поля в покладені провідники секцій обмотки якоря 27, 28, робочому повітряному зазорі, підвищення перева29, 30 (Фіг.5). нтажувальної здатності БДПСДР поліпшують диУ пропонованому двигуні статор 1 складається намічні характеристики (прискорення, час пуску і з ряду окремих магнітно не зв'язаних феромагнітгальмування), що підвищує продуктивність відпоних стрижнів 31 П-подібної форми, кінцеві частини відної промислової установки, зменшує втрати яких закріплені в немагнітних торцевих щита х 12, електроенергії в перехідних режимах. 13, утворюючи замкнутий магнітний ланцюг двигуУ свою чергу, обмеження реакції якоря наявніна спільно зі стрижнями-зубцями 23, 24, 25, 26 стю ряду повітряних проміжків (пазів) на шляху модулів якоря 2, 3, 4, 5 і феромагнітними полюсазамикання магнітного потоку МРС обмотки якоря ми 21, 22 модулів дискового ротора 7, 8. Проміжні забезпечує можливість вибору величини робочого модулі якоря 3, 4 зафіксовані на загальному неруповітряного зазору між модулем якоря і модулем хомому немагнітному диску 32 за допомогою до 5 78249 6 даткового підшипника 33. При необхідності, кільків секцій обмотки 27 модуля 2. Відповідно, зрукість проміжних модулів якоря може бути збільшешення забезпечується й у модулі 5 щодо модуля 4 но, відповідно заданим параметрам електричного (Фіг.5), чим забезпечується повна компенсація двигуна. При цьому, виходячи з того, що робочий МРС струмів лобових частин всієї обмотки якоря двигуна, тобто відсутність пульсуючого магнітного повітряний зазор d вибирається тільки з умов техпотоку струмів лобових частин по шляху основного нологічних можливостей, величина сумарного помагнітного потоку Фо . вітряного зазору dпро на шляху основного магнітноЖивлення замкнутої обмотки якоря, утвореної го потоку двигуна Фо не робить істотного впливу на секціями 27, 28, 29, 30 модулів якоря 2, 3, 4, 5 масогабаритні показники обмотки збудження. Так, здійснюється напівпровідниковим комутатором 9 наприклад, попередній розрахунок пропонованого структурна схема якого (Фіг.1) складається з датдвигуна потужністю Рн=40квт при полюсному розчика положення ротора 34 (ДПР), блоку керування поділі по середньому діаметру модуля якоря tпо35 (БУ), блоку силових ключів 36 (БСК) і виводів рівн.=0,227м, величина розрахункового повітряного секцій обмотки якоря 37 (ОЯ). Датчик положення зазору dпро=0,004м, що відповідає чотирьом техротора 34 (ДПР) виконаний на базі магнітодіодів нологічним зазорам d=0,001м, що і прийнято для 38, установлених на зубцях одного полюсного обраної для аналізу конструкції, що містить чотири розподілу одного з модулів якоря, наприклад 5. модулі якоря (П м =4), кожний з яких забезпечує Робота напівпровідникового комутатора 9 пономінальну потужність 10квт. При цьому, сумарна лягає в наступному: при встановленому сигналі величина повітряних проміжків на шляху замиканреверса Хр під виливом сигналів ДГІР 34 блок кеня магнітного потоку, створеного МРС провідників рування БУ 35 подає сигнали на силові ключі БСК обмотки якоря одного полюсного розподілу (Фіг.5), 36, які відповідні ДПР 34, що відкриваються і струм складає dс.=0,2Μ, де двигуна протікає від позитивного полюса джерела dС.=12вп.+8·d=12·0,016+8·0,001=0,2м ((вп - ширина живлення через відкритий один ключ, дві рівнобіжповітряного проміжку між зубцями модуля якоря ні галузі замкнутої обмотки якоря 37, інший відкриΖt =6 - число зубців на полюсний розподіл). Розратий ключ до негативного полюса джерела живленхункове номінальне значення магнітної індукції ня. Такий комутатор забезпечує роботу двигуна у поперечного поля реакції якоря ВЯ.Р.Н.=0,11Тл., що всіх режимах - р уховому, динамічного гальмуванзабезпечує перевантажувальну здатність двигуна, ня, протиувімкнення. виходячи з умови відсутності перекидання магнітПропонований БДПСДР працює таким чином. ного поля на ділянці якоря, що відповідає полюсПри подачі напруги на тороїдальні котушки обмотному розподілові: ки збудження 10, 11 (Фіг.2, 5) взаємодією основного магнітного потоку Фо і струмів провідників секцій Â 0,75 обмотки якоря 27, 28, 29, 30 модулів якоря 2, 3, 4, l = d.í . = =7 Âß.Ð.Í . 0,11 5, що знаходяться в даний момент у зоні полюсів 21, 22 модуля дискового ротора 7, 8 створюється електромагнітний момент МЭМ., під дією якого роде Вd.н.=0,75Тл. - номінальне значення магніттор 6 починає обертання. Напівпровідниковий коної індукції в робочому повітряному зазорі. Слід мутатор 9 по сигналах датчиків положення ротора зазначити, що при незмінній потужності Рн=40квт і 34 комутує стр уми в секціях обмотки якоря 37 за числі модулів якоря Пм =2, l=13, а при П м =6, l=4. допомогою джгута 39 таким чином, щоб при оберУ пропонованому БДПСДР можливі два спотанні в одну сторону струми провідників, що знасоби укладання секцій обмотки якоря: використанходяться в цей час проти феромагнітних полюсів ня двошарової обмотки для кожного з модулів 21, 22 зберігали незмінний напрямок. Регулювання якоря 2, 3, 4, 5; використання одношарової обмотчастоти обертання і реверс двигуна здійснюється ки. У цьому випадку провідники секцій обмотки відомими для класичних машин способами. якоря, наприклад, 28 модуля 3 укладаються зі зрушенням у полюсний розподіл t щодо провідни 7 Комп’ютерна в ерстка О.Гапоненко 78249 8 Підписне Тираж 26 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601