Патент на изобретение №2265272

(54) БЕСКОЛЛЕКТОРНЫЙ ОДНОФАЗНЫЙ РЕПУЛЬСИОННЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ

(57) Реферат:

Изобретение относится к электротехнике, в частности к области электрических машин. Техническим результатом является упрощение и повышение надежности. Бесколлекторный однофазный репульсионный электродвигатель содержит статор с обмоткой возбуждения, кольцевой магнит и ротор с обмоткой якоря, состоящей из электрически связанных секций. Диаметральные точки соединений якорных обмоток замкнуты на полупроводниковые силовые приборы, соединенные с магниточувствительными элементами, подключенными через выпрямитель к вторичной обмотке кольцевого трансформатора и установленными против кольцевого магнита с немагнитными участками, расположенными диаметрально под углом 45° от геометрической нейтрали двигателя. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к электротехнике, в частности к области электрических машин.

Известен репульсионный двигатель с одной обмоткой возбуждения на статоре и одним комплектом щеток на якоре (двигатель Томсона) [1].

Указанный аналог допускает непосредственное присоединение к сети, имеет несложную технологию изготовления и сборки [2], т.е. хорошую перспективу для организации серийного производства.

Недостатком аналога является наличие скользящего контакта щеток с коллектором и вытекающие отсюда недостатки: низкая надежность, радиопомехи, недолговечность и т.д.

Наиболее близким по технической сущности к заявленному решению и взятым за прототип является вентильный репульсионный электродвигатель по авторскому свидетельству №1665471 [3].

Недостатком прототипа является наличие зеркальных, светоизлучающих элементов, вызывающих необходимость установки в двигателе всяких стеклянных деталей, требующих соблюдения осторожности и особой чистоты при сборке и в эксплуатации. Сомнительна надежная работа такого двигателя даже в особых “тепличных” условиях.

Технический результат заявляемого решения – упрощение и повышение надежности.

Технический результат достигается тем, что в бесколлекторном однофазном репульсионном двигателе, содержащем статор, на котором расположены обмотка возбуждения, кольцевой магнит, постоянный или электрический, а также ротор, на котором размещена обмотка якоря, состоящая из электрически связанных секций, диаметральные точки соединений секций обмотки якоря замкнуты на расположенные на роторе полупроводниковые силовые приборы, соединенные с магниточувствительными элементами, подключенными через выпрямитель к вторичной обмотке кольцевого трансформатора и установленными против кольцевого магнита с немагнитными участками, расположенными диаметрально под углом 45° от геометрической нейтрали двигателя. Для осуществления реверсивности кольцевой магнит необходимо повернуть на 90°.

Отличительной особенностью предлагаемого изобретения является то, что упрощение и повышение надежности достигается за счет введения на роторе полупроводниковых силовых приборов, транзисторов или тиристоров, которые под управлением магниточувствительных элементов, например транзисторных датчиков Холла К1116КП, создают в нужный момент эффект закороченных щеток репульсионного двигателя.

На фиг.1 приведена структурная схема заявленного электродвигателя, где приняты следующие обозначения:

1 – статор,

2 – обмотка возбуждения,

3 – кольцевой магнит,

4 – ротор,

5 – обмотка якоря,

6 – полупроводниковые приборы,

7 – магниточувствительные элементы,

8 – выпрямитель,

9 – кольцевой трансформатор.

В предлагаемом устройстве репульсионный электродвигатель содержит статор 1, на котором расположена обмотка возбуждения 2, кольцевой магнит 3, а также ротор 4, на котором размещена обмотка якоря 5, состоящая из электрически связанных секций, диаметральные точки соединений которых замкнуты на расположенные на роторе полупроводниковые силовые приборы 6, соединенные с магниточувствительными элементами 7, подключенными через выпрямитель 8 к вторичной обмотке кольцевого трансформатора 9.

Структурная схема одного из каналов управления обмоткой якоря приведена на фиг.2, где приняты следующие обозначения:

10 – магниточувствительный элемент,

11 – кольцевой магнит,

12 – управляемый ключ – полупроводниковый силовой прибор,

13 – схема управления,

14 – обмотка якоря.

В обычном состоянии один из магниточувствительных элементов, например датчик Холла 10, под влиянием южного полюса S кольцевого постоянного магнита 11 открыт и соответствующий ему управляемый ключ 12 закрыт. Если датчик Холла 10 попадает в один из немагнитных участков А кольцевого магнита 11, схема управления 13 открывается, управляемый ключ 12 открывается и закорачивает всю обмотку якоря 14. Под действием наведенной в обмотке якоря 14 ЭДС трансформации е_тр по ней проходит большой ток I₂. Он создает магнитный поток якоря Фя, который, взаимодействуя с потоком возбуждения Фс, стремится повернуть ротор. Датчик Холла 10 выходит из немагнитного участка А, все в этом канале возвращается в исходное состояние. Но в этот же момент времени в один из немагнитных участков кольцевого магнита 11 попадает следующий датчик Холла со своим каналом. Все повторяется и т.д.

Число подобных каналов зависит от числа пазов якоря, скорости вращения двигателя и т.д. Регулирование частоты вращения двигателя осуществляется поворотом кольцевого магнита, что равносильно повороту щеток коллекторного репульсионного электродвигателя.

Источники информации

1. М.П.Костенко, Л.М.Пиотровский. Электрические машины. Ч.2. Энергия, 1973.

2. А.И.Вольдек. Электрические машины. М.: Энергия, стр.816, 1974.

3. Авторское свидетельство №1665471 (51) от 19.04.87, БИ №27.

Формула изобретения

1. Бесколлекторный однофазный репульсионный электродвигатель, содержащий статор, на котором расположены обмотка возбуждения, кольцевой магнит, постоянный или электрический, а также ротор, на котором размещена обмотка якоря, состоящая из электрически связанных секций, отличающийся тем, что диаметральные точки соединений секций обмотки якоря замкнуты на расположенные на роторе полупроводниковые силовые приборы, соединенные с магниточувствительными элементами, подключенными через выпрямитель к вторичной обмотке кольцевого трансформатора и установленными против кольцевого магнита с немагнитными участками, расположенными диаметрально под углом 45° от геометрической нейтрали двигателя.

2. Бесколлекторный однофазный репульсионный электродвигатель по п.1, отличающийся тем, что для осуществления реверсивности кольцевой магнит поворачивают на 90°.

РИСУНКИ