БЕСКОЛЛЕКТОРНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО ТОКА

БЕСКОЛЛЕКТОРНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО ТОКА


RU (11) 2091969 (13) C1

(51) 6 H02K29/00, H02K3/28 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 07.12.2007 - действует 

--------------------------------------------------------------------------------

(21) Заявка: 95114574/07 
(22) Дата подачи заявки: 1995.08.21 
(45) Опубликовано: 1997.09.27 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: 1. Заявка РСТ N WO 91/18440, кл. H 02 K 21/14, 1991. 2. Заявка ФРГ N 4213371, кл. H 02 K 29/00, 1993. 
(71) Заявитель(и): Проектно-технологическо-производственная фирма "Элма-Ко" 
(72) Автор(ы): Епифанова Л.М.; Житенская И.В.; Максимов Г.А.; Хотяков В.В. 
(73) Патентообладатель(и): Проектно-технологическо-производственная фирма "Элма-Ко" 

(54) БЕСКОЛЛЕКТОРНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО ТОКА 

Использование: в силовых электроприводах и различных системах автоматики. Сущность изобретения: двигатель содержит статор 1, на зубцах которого намотана m-фазная обмотка 3, и многополюсный ротор на постоянных магнитах 6. На каждом зубце 2 статора намотано по одной катушке<фазы между собой разнесены на 120o. Каждая из фаз состоит из двух равных катушечных групп, в каждую из которых входят три соседних зубца, на которых находятся обмотки одной фазы. Направление намотки внутри катушечных групп чередуются. Это направление на зубцах, сдвинутых на 180o согласно. 3 ил. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к электротехнике, к бесколлекторным электрическим машинам постоянного тока и может быть использовано как в силовых электроприводах, так и в различных системах автоматики.

Известны бесколлекторные двигатели постоянного тока [1, 2] достоинством которых является значительное улучшение характеристик путем определенного соотношения числа зубцов статора и полюсов ротора. Прототипом данного изобретения служит бесколлекторный двигатель постоянного тока [2] к основным недостаткам которого относятся жесткая фиксация упомянутого соотношения и трудности, возникающие при увеличении числа полюсов, которые настолько велики, что реализация становится экономически неоправданной. Предлагаемое решение лишено этих недостатков.

Задачей изобретения является повышение удельного момента бесколлекторных двигателей постоянного тока (БДПТ). В ряду различных подходов к решению данной проблемы наиболее эффективным по многим критериям является электромагнитное редуцирование, достигаемое путем использования в качестве рабочих не только первой гармоники магнитного поля двигателя, но и широкого спектра высших гармоник, которые усиливаются за счет определенной конфигурации статора и ротора.

БДПТ состоит из магнитопроводящего статора Выполненного с z одинаковыми, равномерно распределенными зубцами, число которых кратно числу фаз обмотки m, и ротора с 2 p чередующимися полюсами из постоянных магнитов, намагниченных в радиальном направлении. Статор и ротор разделены радиальным воздушным зазором. Число полюсов ротора отличается от числа зубцов статора на 2k, где k любое положительное целое число. 2p и z должны обеспечивать минимальное значение k. На z зубцах статора m-фазная обмотка намотана таким образом, что каждый зубец статора представляет собой явновыраженный полюс. Она является обмоткой катушечного типа, причем на каждом полюсе (зубце) находится по одной катушке. В дальнейшем такую обмотку будем называть концентрической. Каждая фаза обмотки состоит из 2k возможно неравных катушечных групп. Намотка на зубце-полюсе должна осуществляться в таком направлении, чтобы имело место ее чередование внутри катушечных групп. На зубцах одной фазы, сдвинутых на 180o/k, направление намотки одинаково, если k нечетная величина, и встречно, если k четная величина. Такая намотка обеспечивает сдвиг между фазами m.



где m сдвиг между фазами;

m число фаз обмотки.

Каждая фаза обмотки соединена с коммутатором, который по информации о положении ротора в соответствии с определенной схемой управляет протеканием тока по фазе. В результате полюса статора намагничиваются той или иной полярностью и, взаимодействуя с полюсами ротора, создают момент движения.

Описанные выше основные элементы конструкции БДПТ, характерными чертами которой являются малое отличие числа зубцов статора от количества полюсов ротора и намотанная по определенному правилу концентрическая обмотка, позволяют создать двигатель с повышенным удельным моментом. Кроме того, применение данного принципа построения БДПТ предполагает дополнительные преимущества, а именно, разнесение между собой проводников обмоток разных фаз, что увеличивает общую надежность электродвигателя, отсутствие статического момента, а также возможность изготовления двигателя с различным числом фаз при том же конструктивном исполнении статора и ротора путем выбора определенного числа зубцов статора и полюсов ротора.

На фиг. 1 показаны основные элементы конструкции БДПТ; на фиг. 2 - трехфазная схема обмоток БДПТ; на фиг. 3 двухфазная схема обмоток БДПТ.

На фиг. 1 представлен статор 1, на зубцах 2 которого намотана m-фазная обмотка 3, и отделенный от него радиальным воздушным зазором 4 многополюсный ротор 5 на постоянных магнитах 6. На данной фигуре показан вариант конструкции, в которой 18 зубцов на статоре и 16 полюсов на роторе, отличающихся от числа зубцов статора на 2k равное 2. На фиг. 2 представлена схема трехфазной обмотки, используемая в сочетании с конструкцией на фиг. 1. При этом на каждом зубце 2 статора 1 намотано по одной катушке, фазы между собой разнесены на 120 электрических градусов, каждая из фаз состоит из двух (соответственно числу 2k) равных катушечных групп 7, в каждую из которых входят 3 соседних зубца, на которых находятся обмотки одной фазы. Направление намотки на фиг. 2 выполнено таким образом, чтобы внутри катушечных групп оно чередовалось и чтобы это направление на зубцах, сдвинутых на 180o, было согласно. На фиг. 3 представлена схема двухфазной обмотки, используемая в сочетании с конструкцией на фиг. 1. При этом на каждом зубце 2 статора 1 намотано по одной катушке, фазы между собой сдвинуты на 90 электрических градусов, каждая из фаз состоит из двух неравных катушечных групп 7, в одну входит 5 зубцов, а во вторую 4. Направление намотки на фиг. 3 выполнено таким образом, чтобы внутри катушечных групп оно чередовалось, и на катушках одной фазы, сдвинутых на 180o, было согласно.

Пример, приведенный на фиг. 1 3, демонстрирует одно из преимуществ данного изобретения, когда при неизменной конструкции статора и ротора можно выполнить как двух-, так и трехфазный двигатель. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



Бесколлекторный двигатель постоянного тока, содержащий статор с Z одинаковыми равномерно распределенными зубцами, на которых размещена m-фазная обмотка, и ротор с 2p чередующимися полюсами из постоянных магнитов, намагниченных в радиальном направлении, отличающийся тем, что число зубцов статора Z, кратное числу фаз m, и число полюсов ротора 2p выбираются такими, чтобы разница между ними 2K, где K целое положительное число, была минимальной, и m-фазная обмотка, представляющая собой концентрическую обмотку, каждая фаза которой состоит из 2K катушечных групп, намотана таким образом, чтобы направление намотки на зубцах статора чередовалось внутри каждой катушечной группы и чтобы на зубцах одной фазы, сдвинутых на 180o/K, направление намотки было согласным при нечетном K и встречным при четном K.




ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал
Электроника и электротехника




СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "И" означает, что будут найдены только те страници, где встречается каждое из ключевых слов. При использовании режима "или" результатом поиска будут все страници, где встречается хотя бы одно ключевое слово.

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+автомобильная -сигнализация".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "датчик" будут найдены слова "датчик", "датчики" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу ("датчик!").


Металлоискатели и металлодетекторы | Электронные устройства охраны и сигнализации | Электронные устройства систем связи | Приемные и передающие антенны | Электротехнические и радиотехнические контрольно-измерительные приборы и способы электроизмерений | Электронные устройства пуска, управления и защиты электродвигателей постоянного и переменного тока | Электродвигатели постоянного и переменного тока | Магниты и электромагниты | Кабельно-проводниковые и сверхпроводниковые изделия


Рейтинг@Mail.ru