СТАТОР ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ ПОСТОЯННОГО ТОКА С ПОСТОЯННЫМИ МАГНИТАМИ

СТАТОР ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ ПОСТОЯННОГО ТОКА С ПОСТОЯННЫМИ МАГНИТАМИ


RU (11) 2096889 (13) C1

(51) 6 H02K1/17, H02K23/04 

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

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

(21) Заявка: 95119142/07 
(22) Дата подачи заявки: 1995.11.10 
(45) Опубликовано: 1997.11.20 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: 1. Патент Франции N 1339895, кл. H 02 K, 1963. 2. Патент ФРГ N 4027091, кл. H 02 K 1/17, 23/04, 1991. 3. Авторское свидетельство СССР N 1711293, кл. H 02 K 1/18, 1992. 
(71) Заявитель(и): Оренбургский государственный технический университет 
(72) Автор(ы): Ерунов В.П. 
(73) Патентообладатель(и): Оренбургский государственный технический университет 

(54) СТАТОР ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ ПОСТОЯННОГО ТОКА С ПОСТОЯННЫМИ МАГНИТАМИ 

Использование: в электроприводах промышленных роботов, манипуляторов и в системах автоматики. Статор электрической машины постоянного тока с постоянными магнитами содержит замкнутое магнитопроводящее ярмо 2, полюсные сердечники 3, плоские постоянные магниты 5, прилегающие одноименной полярностью к полюсному сердечнику 3. В ярме 2 статора со стороны воздушного зазора выполнен кольцевой паз правильной геометрической формы так, что ось паза лежит в плоскости, перпендикулярной оси статора. В паз установлены копирующие форму паза полюсные сердечники 3 с расположенными на его поверхностях постоянными магнитами 5, 6, 7. 1 з. п. ф-лы, 3 ил. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к электромашиностроению, в частности к электрическим машинам постоянного тока с постоянными магнитами, и может быть использовано в электрических двигателях и генераторах постоянного тока.

Известен электродвигатель с постоянными магнитами [1] содержащий два концентрических статора, между которыми помещен ротор. Внешний статор содержит дугообразные радиально расположенные постоянные магниты и полюсные пластины в форме перевернутой буквы "Т", которые присоединены к магнитам и предназначены для удержания магнитов в форме полюсного кольца.

Недостатками такой конструкции являются сложность конструкции и малая величина магнитного потока из-за малой площади магнитов, примыкающих к полюсной пластине.

Известен индуктор для микродвигателей [2] расположенный на корпусе электродвигателя, в определенных областях своей центральной части он выполнен из материала с высокой плотностью магнитной энергии в направлении намагничивания, а в остальной области он выполнен из материала с низкой плотностью магнитной энергии.

Недостатком такой конструкции является малая величина рабочего магнитного потока из-за малой площади магнита, создающего этот магнитный поток.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому является статор электрической машины постоянного тока с постоянными магнитами [3] содержащий немагнитный корпус, полюсные сердечники, выполненные в виде усеченных четырехугольных пирамид, верхним основанием прикрепленных к немагнитному корпусу статора, на боковых гранях каждого полюсного сердечника размещено по четыре плоских постоянных магнита таким образом, что они примыкают к полюсному сердечнику одноименной полярностью, внешние магнитомягкие ярма выполнены в виде скоб, замыкающих разноименные поверхности постоянных магнитов близлежащих полюсов.

Недостатками такой конструкции являются ее сложность из-за наличия большого количества элементов магнитной системы и недостаточно большое значение рабочего магнитного потока из-за ограниченной площади магнитов, прилегающих к полюсному сердечнику.

Цель изобретения упрощение конструкции и повышение мощности путем увеличения магнитного потока.

Поставленная цель достигается тем, что в известном статоре электрической машины постоянного тока с постоянными магнитами, содержащем замкнутое магнитопроводящее ярмо, полюсные сердечники, плоские постоянные магниты, прилегающие одноименной полярностью к полюсному сердечнику, в ярме статора со стороны воздушного зазора выполнен кольцевой паз правильной геометрической формы, ось паза лежит в плоскости, перпендикулярной оси статора, в пазы установлены полюсные сердечники, копирующие форму паза, с расположенными на его поверхностях, охватываемых ярмом, постоянными магнитами, а ярмо статора выполнено из двух симметричных кольцевых частей, соединенных в плоскости оси кольцевого паза.

На фиг. 1 изображен статор электрической машины постоянного тока с постоянными магнитами; на фиг. 2 статор электрической машины постоянного тока с постоянными магнитами без передней кольцевидной части ярма; на фиг.3 - продольный разрез статора по сечению А-А на фиг.1.

Статор электрической машины постоянного тока с постоянными магнитами содержит переднюю часть магнитомягкого ярма 1, заднюю часть магнитомягкого ярма 2, полюсные сердечники 3 с полюсными наконечниками 4, межполюсные постоянные магниты 5, секторные постоянные магниты 6, дуговые постоянные магниты 7.

Магнитомягкое ярмо статора выполнено в виде двух симметричных кольцевидных частей 1 и 2, обеспечивающих цилиндрическую форму наружной поверхности ярма. В ярме статора со стороны воздушного зазора выполнен кольцевой паз правильной геометрической формы, например имеющий в поперечном сечении трапецеидальную форму. Паз выполнен так, что ось паза лежит в плоскости, перпендикулярной оси статора, меньшее основание сечения трапецеидального паза расположено на внутренней цилиндрической поверхности ярма и параллельно оси статора. Большее основание лежит в непосредственной близости от наружной поверхности ярма и параллельно ей. Получение такого паза обеспечивают тем, что в передней 1 и задней 2 кольцевидных частях ярма со стороны соприкасающихся поверхностей выполнены соосные угловые пазы, одна поверхность этого паза параллельна наружной поверхности ярма и является поверхностью большего основания сечения трапецеидального паза ярма, другая поверхность углового паза расположена по углом меньшим 90o к первой поверхности и является поверхностью боковой стороны трапецеидального паза ярма.

В этот паз установлены профильные полюсные сердечники с полюсными наконечниками и постоянными магнитами на равном расстоянии друг от друга. Количество полюсных сердечников 3 равно количеству полюсов статора. Полюсный сердечник 3 выполнен из магнитомягкого материала и имеет трапецеидальную форму поперечного сечения, подобную форме паза ярма, но меньших размеров. Полюсный наконечник 4 выполняют совместно с полюсным сердечником 3 из магнитомягкого материала или их изготавливают раздельно. Полюсный наконечник 4 имеет трапецеидальную форму поперечного сечения, меньшим основанием трапецеидального сечения полюсный наконечник 4 примыкает к меньшему основанию трапецеидального сечения полюсного сердечника 3, большим основанием полюсный наконечник 4 направлен в сторону воздушного зазора. Ширина полюсного наконечника равна длине ярма статора. К одному полюсному сердечнику прилегают одноименной полярностью пять плоских постоянных магнитов, два плоских трапецеидальных постоянных магнита 5, два плоских сегментных постоянных магнита 6 и дугообразный постоянный магнит 7. Плоский постоянный магнит 5 имеет тангенциальную намагниченность, установлен в межполюсном пространстве и примыкает одновременно к двум близлежащим полюсным сердечникам 3, имеющим разноименную полярность, одноименной полярностью с сердечником. Сечение нейтральной зоны постоянного магнита 5 имеет форму и размеры, соответствующие форме и размерам трапецеидального сечения паза ярма. Со стороны передней части ярма 1 и задней части ярма 2 к полюсному сердечнику 3, к бокам его трапецеидального сечения, прилегают одноименной полярностью два плоских секторных постоянных магнита 6, покрывающие всю боковую поверхность полюсного сердечника 3. К поверхности большего основания трапецеидального сечения полюсного сердечника 3 прилегает одноименной полярностью с сердечником дуговой магнит 7, полностью покрывающий наружную поверхность сердечника 3 и имеющий радиальную намагниченность. Сборку статора осуществляют в следующей последовательности: в угловой паз задней части ярма 2 устанавливают с чередующейся полярностью по оси паза секторные плоские постоянные магниты 6, в межполюсные пространства, между близлежащими магнитами 6, устанавливают плоские трапецеидальные магниты 5, ориентированные одноименной полярностью с прилегающими секторными магнитами 6, затем на постоянные магниты 6 устанавливают полюсные сердечники 3, обращенные полюсными наконечниками 4 в сторону воздушного зазора. С целью облегчения сборки полюсные сердечники 3 с полюсными наконечниками 4 выполняют симметричными, а также симметричными выполняют угловые пазы в передней 1 и задней 2 части ярма. В образовавшуюся дуговую щель между полюсным сердечником 3 и спинкой ярма 2 устанавливают дугообразные магниты 7, прилегающие одноименной полярностью с постоянными магнитами 5 и 6 к полюсному сердечнику 3. На боковую поверхность полюсного сердечника 3 устанавливают второй секторный магнит 6 так, что он обращен к полюсному сердечнику 3 одноименной полярностью с постоянными магнитами 5, 6 и 7, прилегающими к этому полюсному сердечнику. После этого устанавливают переднюю часть ярма 1 на выступающие полюсные сердечники 3 с постоянными магнитами так, чтобы отверстия 8 для крепления совпали в обеих частях ярма. С помощью винтов 9 осуществляют стягивание двух частей 1 и 2 ярма и закрепление всей магнитной системы статора за счет профильного сечения сердечника полюса, что обеспечивает высокую надежность крепления магнитной системы статора.

В заявляемом статоре электрической машины постоянного тока с постоянными магнитами упрощение конструкции достигают за счет того, что ярмо статора выполнено из двух симметричных частей и имеет кольцевой паз трапецеидальной формы, в которой установлены профильные полюсные сердечники 3 с прилегающими к нему постоянными магнитами 5, 6 и 7, при скреплении ярма за счет стягивания передней части ярма 1 и задней части ярма 2 происходит сжатие полюсов со стороны этих частей и обеспечивается жесткое фиксирование всех деталей магнитной системы, путем использования эффекта крепления типа ласточкиного хвоста.

Вследствие того, что полюсный сердечник 3 как бы повернут вокруг своей оси на 90o, то ширина его увеличивается до длины ярма, а длина сердечника будет равна полюсному делению, и ко всем его поверхностям, за исключением поверхности прилегания полюсного наконечника 4, прилегают постоянные магниты 5, 6 и 7, то увеличивается общая площадь магнитов, прилегающих к одному полюсному сердечнику, и полностью устраняются потоки рассеяния с поверхности полюсного сердечника все это увеличивает магнитный поток и повышает мощность электрической машины. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



1. Статор электрической машины постоянного тока с постоянными магнитами, содержащий замкнутое магнитопроводящее ярмо, плоские постоянные магниты, прилегающие одноименной полярностью к полюсным сердечникам, выполненным с полюсными наконечниками, число которых равно числу полюсов статора, отличающийся тем, что в ярме со стороны воздушного зазора выполнен кольцевой паз, симметричный относительно плоскости, перпендикулярной оси статора, в который установлены полюсные сердечники с полюсными наконечниками, поперечное сечение полюсных сердечников выполнено той же формы, что и поперечное сечение паза, но меньшим, а постоянные магниты, выполненные в форме поперечного сечения паза, размещены между соседними полюсными сердечниками, остальные магниты, выполненные в форме дуги и сегментов, размещены на поверхностях полюсных сердечников, охватываемых ярмом.

2. Статор по п.1, отличающийся тем, что ярмо статора выполнено из двух симметричных кольцевидных частей, соединенных в плоскости, перпендикулярной оси статора.




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