RU2103787C1 - Commutator motor - Google Patents

Abstract

FIELD: variable-speed drives. SUBSTANCE: stator is built up of two nonwound hollow segments made of magnetic materials and toroidal-core armature has slots accommodating electromagnets so that magnetic fluxes of force excited by them are directed along tangential line to circular surface of core. EFFECT: improved capacity and facilitated manufacture of drives. 3 dwg

Description

Изобретение относится к электротехнике, а именно к коллекторным электродвигателям постоянного и переменного тока, и может быть использовано при проектировании и производстве регулируемых электроприводов. The invention relates to electrical engineering, namely to collector electric motors of direct and alternating current, and can be used in the design and manufacture of controlled electric drives.

Известна конструкция электродвигателя (1), работающего на основе закона притяжения электромагнита к магнитному материалу, содержащего статор в виде двух П-образных сердечников с магнитопроводом и якорь, на валу которого размещены по окружности в радиальном направлении электромагниты. При этом возбужденные электромагнитами силовые магнитные потоки всегда направлены в радиальном направлении. Недостатком данного электродвигателя является наличие существенных электрических потерь в магнитном материале из-за значительной протяженности силового магнитного потока в последнем. A known design of an electric motor (1), operating on the basis of the law of attraction of an electromagnet to a magnetic material, contains a stator in the form of two U-shaped cores with a magnetic circuit and an armature, on the shaft of which electromagnets are placed around the circumference in the radial direction. Moreover, power magnetic fluxes excited by electromagnets are always directed in the radial direction. The disadvantage of this electric motor is the presence of significant electrical losses in the magnetic material due to the significant length of the power magnetic flux in the latter.

Изобретение направлено на усовершенствование конструкции электродвигателя с целью снижения электрических потерь в магнитном материале путем уменьшения протяженности силового магнитного потока. The invention is aimed at improving the design of the electric motor in order to reduce electrical losses in the magnetic material by reducing the length of the power magnetic flux.

Это достигается тем, что статор выполнен в виде двух полых сегментов без обмоток, а в якоре установлен кольцеобразный магнитопровод с пазами, в которых электромагниты расположены таким образом, чтобы возбужденные ими силовые магнитные потоки всегда были направлены по касательной к окружной поверхности магнитопровода. This is achieved by the fact that the stator is made in the form of two hollow segments without windings, and an annular magnetic circuit with grooves is installed in the anchor, in which the electromagnets are located so that the magnetic fluxes excited by them are always directed tangentially to the circumferential surface of the magnetic circuit.

Конструктивная схема предлагаемого электродвигателя представлена на фиг. 1 (вид со стороны коллектора), на фиг. 2 показан электродвигатель в разрезе А-А; на фиг. 3 приведена схема соединения катушек электромагнитов между собой и с коллектором. The structural diagram of the proposed motor is shown in FIG. 1 (view from the side of the collector), in FIG. 2 shows an electric motor in section AA; in FIG. 3 shows a diagram of the connection of coils of electromagnets to each other and to the collector.

Статор состоит из нескольких, как минимум двух, полых сегментов 1 прямоугольного сечения, изготовляемых из магнитопроводящего материала, без обмоток. Якорь 2 электродвигателя состоит из кольцеобразного магнитопровода 3 с радиальными пазами 4 для размещения в них катушек электромагнитов таким образом, чтобы возбужденные в них магнитные силовые линии всегда были ориентированы вдоль касательной к окружному направлению движения якоря 2 для уменьшения протяженности силового магнитного потока. На одном валу 5 с якорем 2 устанавливается коллектор 6 с щетками 7. Обмотки якоря представляют собой "простую петлевую обмотку". Конструкция щеткодержателя позволяет свободное вращение щеток относительно своих осей и оси коллектора. The stator consists of several, at least two, hollow segments 1 of rectangular cross section, made of magnetically conductive material, without windings. The motor armature 2 consists of an annular magnetic circuit 3 with radial grooves 4 for placing electromagnet coils in them so that the magnetic lines of force excited in them are always oriented along the tangent to the circumferential direction of movement of the armature 2 to reduce the length of the magnetic flux. A collector 6 with brushes 7 is mounted on one shaft 5 with an anchor 2. The armature windings are a “simple loop winding”. The design of the brush holder allows the free rotation of the brushes relative to their axes and the axis of the collector.

Электродвигатель схематично представляет собой два соленоида (статор) с одним общим бесконечной длины штоком, реализуемым конструктивно в виде кольцеобразного магнитопровода 3 якоря с катушками возбуждения. На фиг. 3 показана схематично катушка электромагнитов 3 позицией 8. The electric motor schematically represents two solenoids (stator) with one common endless length of the rod, which is implemented constructively in the form of an annular magnetic circuit 3 anchors with excitation coils. In FIG. 3 shows schematically a coil of electromagnets 3 at 8.

Щетки 7 (a, b, c, d) делят обмотки якоря 2 на четыре секции: k - m, k'- m', k - m' и k'- m. При подключении электродвигателя к сети секции k - m и k'- m' всегда находятся под напряжением, т.к. они расположены соответственно между щетками a - b и c - d разной полярности, а секции k - m' и k'- m находятся в обесточенном состоянии в связи с тем, что они находятся соответственно между щетками a - d, b - c одной полярности. Brushes 7 (a, b, c, d) divide the windings of the armature 2 into four sections: k - m, k'-m ', k - m' and k'-m. When the electric motor is connected to the network, the sections k - m and k'- m 'are always energized, because they are located respectively between the brushes a - b and c - d of different polarity, and the sections k - m 'and k'-m are de-energized due to the fact that they are respectively between the brushes a - d, b - c of the same polarity .

Электродвигатель работает следующим образом. При подаче напряжения на соответствующие клеммы катушки электромагнитов 8 возбуждают силовые магнитные потоки, в связи с чем якорь 2 начинает вращаться из-за непрерывного втягивания соленоидами бесконечной длины штока (магнитопровода 3). При этом возникшие в секциях возбуждения (к - m и k' - m') якоря 2 равные по величине магнитные потоки Ф₁ и Ф₂ будут всегда направлены в противоположные стороны, вследствие чего эти потоки являются замкнутыми только по соответствующим им сегментам 1.The electric motor operates as follows. When voltage is applied to the corresponding terminals of the coil of electromagnets 8, magnetic fluxes are excited, and therefore the armature 2 begins to rotate due to the continuous pulling by the solenoids of an infinite length of the rod (magnetic circuit 3). In this case, the armature 2 of equal magnitude Ф ₁ and _{2 2} arising in the excitation sections (k - m and k '- m') of the armature ₂ will always be directed in opposite directions, as a result of which these flows are closed only in the corresponding segments 1.

Применение предлагаемого электродвигателя в технике позволит значительно повысить их к.п.д., а также снизить стоимость привода. The application of the proposed motor in technology will significantly increase their efficiency, as well as reduce the cost of the drive.

Источники информации
1.Авторское свидетельство СССР N 1483561 кл. H 02 K 27/06, 1989.Sources of information
1. The author's certificate of the USSR N 1483561 class. H 02 K 27/06, 1989.

Claims (1)

Коллекторный электродвигатель, содержащий статор и якорь с электромагнитами, отличающийся тем, что статор выполнен в виде полых сегментов без обмоток, а в якоре установлен кольцеобразный магнитопровод с пазами, в которых электромагниты расположены так, чтобы возбужденные ими силовые магнитные потоки были направлены по касательной к окружной поверхности магнитопровода. A collector motor containing a stator and an armature with electromagnets, characterized in that the stator is made in the form of hollow segments without windings, and an annular magnetic core with grooves is installed in the anchor, in which the electromagnets are arranged so that the magnetic fluxes excited by them are directed tangentially to the circumferential the surface of the magnetic circuit.

Images