ОРБИТАЛЬНЫЙ МОТОР-РЕДУКТОР
ORBITAL GEAR MOTOR

Изобретение относится к электромеханике, преимущественно к области двухскоростного электропривода, и может быть использовано в стиральных машинах барабанного типа, подъемно-транспортных средствах для реализации повышенной и пониженной скорости, в робототехнике, что позволит исключить специальный привод поворота платформы робота.
Известны двухскоростные мотор-редукторы, описанные, например, в книге «Торцевые асинхронные электродвигатели интегрального изготовления» - М.: Энергоатомиздат, 1988 - 304 с., ил. ISBN 5-283-00496-1, автор Игнатов В.А., двигатель AG фирмы OYAKO, состоящие из низкоскоростного и высокоскоростного торцевых асинхронных самотормозящихся двигателей и редуктора. Ротор каждого двигателя установлен на валу с возможностью перемещения и подпружинен. Двигатели применяются для электропривода станков, подъемно-транспортных и конвейерных устройств. Недостатком этого мотор-редуктора является то, что необходимо использование двухскоростного (низкоскоростного и высокоскоростного) электродвигателей.
Наиболее близким по технической сущности является орбитальный мотор-редуктор, патент РФ 2217586/A.M. Литвиненко. - Орбитальный мотор-редуктор / опубл. 27.11.2003, Н02К 41/06, з-ка 2001106414/09 от 06.03.2001. Орбитальный мотор-редуктор содержит внешний и внутренний статоры с обмотками, блок из двух орбитальных роторов, установленных в водиле и имеющих короткозамкнутые обмотки, тормозное устройство, включающее в себя обмотку тормоза, взаимодействующую с подпружиненным тормозным сердечником с тормозной накладкой и диском, установленным в подшипнике, фланец и корпус. Блок роторов снабжен магнитопроводом с дополнительной обмоткой, размещенным в междуроторном пространстве.
Недостатком аналога является сложная технология изготовления торцевого статора.
Изобретение направлено на то, чтобы упростить изготовление торцевого статора. Это достигается тем, что в орбитальном мотор-редукторе, преимущественно торцевого типа, содержащим внутренний и внешний статоры с обмоткой, блок из орбитальных роторов, установленных в водиле, тормозное устройство, фланцы и корпус, согласно изобретению внутренний и внешний статоры выполнены в виде цилиндрических магнитопроводов с обмотками, снабженных дополнительными Г-образными магнитопроводами, которые установлены в зоне зубцов цилиндрических магнитопроводов. На фиг.1 показан вид на статор со стороны роторов, на фиг.2 - разрез вертикально-осевой плоскости.
Мотор-редуктор имеет корпус 1, дисковые торцевые якори (роторы) - сателлиты 2, снабжен выходным валом 3, установленном в подшипниках 4, водило 5. На водиле 5 в подшипниках 6 установлены роторы-сателлиты 2. Имеется тормоз, включающий в себя тормозной элемент - сердечник 7 с тормозной накладкой 8, взаимодействующей с катушкой 9 и пружиной 10. Накладка 8 взаимодействует с диском 11, который установлен в подшипнике 12, внутренняя часть диска 11 представляет собой венцовое зубчатое колесо внутреннего зацепления, которое взаимодействует с зубцами 13 ротора-сателлита 2. Ротор-сателлит имеет магнитопровод с короткозамкнутой обмоткой 14, которая находится в активной зоне внешнего и внутреннего торцевых статоров. Торцевые статоры собраны в виде цилиндрических магнитопроводов с обмотками - внешний 15 с обмоткой 16 и внутренний 17 с обмоткой 18. На внутренней стороне внешнего магнитопровода и внешней стороне внутреннего магнитопровода статора установлены внешние 19 и внутренние 20 Г-образные магнитопроводы, при этом их горизонтальные участки примыкают к зубцам цилиндрических магнитопроводов с обмотками, а вертикальные образуют зубцы торцевых статоров. Закрепление производится, например, с помощью внешнего 21 и внутреннего 22 распорных колец, которые имеют конические поверхности. С распорными кольцами соприкасаются нажимные кольца 23, в отверстиях которых размещен стягивающий болт 24 с гайкой 25 и контргайкой 26. Между магнитопроводами расположены внешние 27 и внутренние 28 диэлектрические вставки, которые выполняют роль пазов.
Устройство работает следующим образом при пониженной скорости, катушка 9 включена, пружина 10 сжата, сердечник 7 с накладкой 8 тормозит диск 11. Таким образом, венцовое зубчатое колесо фиксируется относительно корпуса. Статоры 15 и 17 включены, и в роторах 14 возникают вращающие моменты. Роторы-сателлиты 2, обкатываются по венцовому зубчатому колесу, совершают орбитальное движение, приводя во вращение водило 5 - выходной вал 3.
При повышенной скорости тормоз включен, катушка 9 обесточена. Пружины 10 отжимает тормозной элемент 7 и 8, освобождается диск с венцовым зубчатым колесом, который свободно вращается в подшипнике 12. Роторы 14 теперь являются составным ротором, который вращается согласно направленных полей торцевых статоров, образованных цилиндрическими магнитопроводами 15, 17 и Г-образными магнитпроводами 19, 20 соответственно. Оба заторможенных ротора 14 образуют составной ротор. Он вращает венцовое зубчатое колесо в подшипнике 12, таким образом, передаточное отношение от составного ротора к валу 3 равно единице, вал вращается с подсинхронной скоростью.
При переходе опять на пониженную скорость переключения происходят в обратном порядке.
Внешний торцевой статор может быть выполнен на базе обычных цилиндрических статоров с внутренним ротором. В этих условиях внешний Г-образный магнитопровод 19 является как бы продолжением зубца, а изоляционные вставки или расстояние между магнитопроводами является аналогом пазов.
Внутренняя активная зона двигателя мотор-редуктора может быть сформирована с помощью цилиндрического статора, применяемого с внешним ротором, а также в его качестве может быть использован неподвижный фазный ротор асинхронного двигателя или якорь двигателя постоянного тока с секциями, запаянными по трехфазной схеме. В этом случае Г-образный шихтованный магнитопровод 20 закреплен снаружи и выполняет роль продолжения зубцов внутреннего статора, а изоляционные промежутки между ними - роль пазов.
Наличие шихтованности позволяет Г-образным магнитпроводам 19, 20 принимать форму цилиндрической поверхности внутреннего и внешнего статоров, что способствует наиболее полному прилеганию магнитпроводам к зубцам, уменьшая переходное магнитное сопротивление, а также упрощает технологию изготовления за счет возможного исключения операции шлифовки в оправке.
Преимущество состоит в том, что путем использования простых и надежных Г-образных магнитопроводов с цилиндрическими статорами, удается улучшить технологичность устройства.