Тихоходный электродвигатель

Тихоходный электродвигатель

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Жи 68211

Класс 2/d, 12

СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ осквит

ТИХОХОДНЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ

Заявлено 15 декабря 1944 г. за № 341!64 в Народный 1(омиссариат электропромы1иленности СССР

Описываемый двигатель основан на том, что, если в статор, создающий вращающееся магнитное поле, вставить ротор без подшипников и без обмотки, то такой ротор притянется к одной стороне и будет катиться без скольжения по внутренней поверхности статора, причем точка касания будет перебегать по окружности синхронно с полем.

Вследствие того, что длина окружности ротора короче, чем длина окружности статора, качание ротора. будет сопровождаться медленным вращением его в сторону, противоположную направлению вращения магнитного поля.

Это явление и используется в изобретении при создании тихоходного электродвигателя для безредукторного привода механизма.

Вращающееся усилие в таком двигателе будет значительно (в десятки раз) больше, чем в обычном двигателе тех же размеров, т. е. снижение скорости сопровождается соответствующим возрастанием момента. Двигатель при крайней простоте конструкции эквивалентен двигателю с редуктором, а в некоторых отношениях (например, практическая безынерционность) превосходит его. Большое вращающее усилие появляется по той же причине, по которой усилие при одностороннем притяжении ротора без обмотки и без подшипников всегда в десятки раз больше, чем нормальное вращающее усилие того же ротора с обмоткой и подшипниками.

В описываемом двигателе, в отличие от «обычных» машин, ротор (или более общая система: статор-ротор) не только вращается, но еще и совершает мелкие и быстрые круговые движения, ненужные для привода. Избавиться от этих движений в приводе можно очень легко, например, путем нежесткого соединения вала ротора с приводом, в частности, посредством одного из обычных способов (шарнир Гука, эластичная муфта и т. п.) или же при жестком соединении ротора с приводом путем укрепления статора на эластичной подставке. Можно также эластично закрепить железо статора в станине или железо ротора на валу (например, наштамповав вблизи отверстия для вала наклонные пазы и т. п.), Для получения вращающегося поля статор снабжается многофазпой обмоткой, питаемой многофазным током или постоянным током, поочередно направляемым в фазы для получения вращения магнитного поля. Двигатель может бы,ь выполнен и однофазным со сдвигом поля для создания эффекта его вращения.

Двигатель может быть выполнен обращенным (неподвижный

«ротор» и вращающийся «статор») с питанием обмотки ротора от сети.

На схематическом чертеже показаны четыре разных формы выполi."T,èÿ электродвигателя, выполненного согласно изобретению. На фиг. 1 — 2 изображен в двух проекциях двигатель с постоянным подмагничиванием, на фиг. 3 и 1 — двигатель по типу двигателя Уоррена, на фиг. 5 и б — однофазный униполярный двигатель и на фиг. 7 — схема

«гусеничного» двигателя, Постоянное подмагничивание увеличивает тяговое усилие двигагеля. Такое подмагничивание можно выполнить или по обычной схеме— с чередованием полюсов, либо по униполярной схеме (фиг. 1 — 2), причем в обоих случаях — или от особой обмотки постоянного тока, или от постоянного магнита.

Здесь: 1 — обычный статор с обмоткой 2, создающей вращающееся магнитное поле, 8 — ротор, катящийся по расточке статора и расположенный в ней эксцентрично, как это видно из фиг. 2, 4 — дополнительный магнитопровод, Б — обмотка подмагничивания, питаемая постоянным током.

Простая конструкция получится при выполнении двигателя по форме мотора Уоррена (фиг. 3--4), где показано 1 — магнитопровод статора, 2 — обмотка, 8 — ротор, 6 — короткозамкнутые витки, создающие сдвиг поля.

Наиболее же простая конструкция получается при выполнении двигателя по схеме уннполярной однофазной машины по фиг. 5 — 6.

Здесь 7 и 8 — крышки, образующие часть магнитопровода статора и имеющие отверстия, в которые вставлен с зазором цилиндрический якорь 3. Катушка 2 питается переменным током, а вращение поля создается путем применения короткозамкнутых витков 9, охватывающих часть окружности отверстия в крышке 7 и создающих сдвиг части магнитного потока во времени. Якорь 8 может быть неподмагниченным, но можно его и подмагнитить, например, при помощи постоянного магнита или от второй коаксиальной катушки постоянного тока, или путем питания основной катушки пульсирующим током через выпрямитель.

Принцип качания ротора по поверхности статора можно осуществить и при условии прикосновения ротора к статору в двух диаметральных точках (при 2-полюсной системе). Для этого следует только ротор (или статор) сделать достаточно эластичным, чтобы он мог расплющиваться в форме эллипса наподобие гусеницы танка. Машина, выполненная по такому принципу, изображена на фиг. 7. Здесь: 1 — жесткий статор, 8 — ротор, выполненный так, чтобы он мог под действием магнитных сил вьпягиваться в одном (диаметральном) направлении, одновременно сплющиваясь в перпендикулярном направлении (например, если согнуть ротор из листового железа). У такого ротора направление упругих деформаций будет изменяться синхронно с полем, вследствие чего то "..и кас ния будут. все время геребегать по окружности, и ротор, без скольжения по окружности статора, будет медленно поворачиваться против поля со скоростью, соответствующей разности длин окружности статора и ротора. Такой принцип, конечно, можно и обратить, т. е. сделать гибким статор, что технически более просто. При очень малых зазорах такая гибкость может получиться сама: № 68211 собой. Для увеличения гибкости можно выполнить радиальные надрезы на роторе и статоре. Чтобы надрезы не мешали прохождению потока, можно их выполнить с небольшой перекрышкой (шихтовкой) отдельных листов жести.

При выполнении двигателя с магнитной цепью по типу магнитной цепи униполярной машины с цилиндрическим ротором, с целью получения фиксированного приложения ротора при пуске (что дает фиксированное направление вращения), может быть применена пружина, отжимающая ротор при отсутствии тока к одной стороне окружности статора или аналогичным образом применен постоянный магнит, или может быть использована сила тяжести якоря.

При выполнении по типу униполярной машины с цилиндрическим ротором для повышения движущего усилия и уменьшения тока можно установить по одной катушке на обоих концах машины и питать их от выпрямителей разными полуволнами переменного тока.

Описанные машины, естественно, могут быть использованы не только в качестве двигателей, но и в качестве генераторов для получен..;.. электрической энергии 1переменного тока).

Предмет изобретения

1. Тихоход; ь.: электродвигатель для безредукторного привода мехапи;-мов со статором, создающим вращающееся магнитное поле, и с ро1ором без обмотки, 0 тл и ч а î щ и и с:; ем, NTo ротор выполнен ка 1 ящи.,?c пo повеpxHocòè расточк!! сТВТорВ (или конструктивной дета IH, G I>> >кность рас1 очки которой IIBpB;Iлельна окру жности рас" 0 1ки статора).

2. Электродвигатель по п. 1 обращенного типа, т, е. с неподвижнь1м ротором, несущим обмотку, и с бсзобмоточным статором, катящимся свсей1 расточкой по поверхности ротопа.

3. В двигателе по пп. 1 и 2 применение эла"тичного соединения ро;ора (или статора) с приводимым механизмом.

4. В двигателе по пп. 1 и 2, имеющем жесткое соединение ротора с приводимым механизмом, применение эластичного крепления станины, или железа статора, или железа ротора.

5. Электродвигатель по пп. 1 и 2, отличающийся применением постоянного подмагничивания (униполярного или с чередованием полюсов по окружности статора) при помощи постоянного магнита или обмотки, возбуждаемой постоянным током.

6. Электродвигатель по пп. 1 и 2, выполненный с магнитной цепью по типу магнитной цепи униголярной машины с цилиндрическим ротором, о тл и ч а ю щи и с я тем, что для получения фиксированного поло>кения при пуске применено приспособление (пружина, груз, постоянный магнит), отжимающее ротор при отсутствии тока к определенной точке окружности статора.

7. Электродвигатель по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что ротор (или статор) выполнен растягивающимся в диаметральном направлении под действием магнитного поля и одновременно сжимающимся в перпендикулярном направлении для образования двух диаметрально-противоположно располо>кенных точек касания.

8. Электродвигатель по п. 6, отличающийся тем, что его обмотка состоит из двух катушек, располо>кенных на разных концах машины и питаемых через выпрямители разными полуволнами переменного тока.

9. Применение машины по пп. 1 — 8 в качестве генератора переменного тока.

1 о2 68211

Фиг /

Фиг:2

ФигЗ

Фиг.// 1 г 5

Фиг.б

ФП2. 7

Тсхред Т. 11. Курилко ((орректор Е. Я. Кашина

Редактор В. П Головкин

Типография ЦБТИ, Москва, Петровка, 14, Поди. к печ 31V-62 г. Формат бум. 70Х1081/ Объем 0 35 изд. л.

Зак. 5498 Тира>к 200 Цена 5 коп

ЦБТИ 1(омитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Центр. М. Черкасский пер., д 2/6.