ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИЙ ПРИВОД НА ПОСТОЯННЫХ МАГНИТАХ

Полезная модель относится к электроприводу с постоянными магнитами и может использоваться в качестве силового привода машин и механизмов с частотой вращения до 10000 об/мин.
Известен аналогичный электропривод на постоянных магнитах - патент США №6246561 В1 от 12 июня 2001 года, автор Д.Флайн, который состоит из статора с постоянными магнитами 1 и зубчатого ротора 2 (Фиг.1).
2
5
3
На статоре между постоянными магнитами расположены катушки управления магнитным потоком 3 от постоянных магнитов (Фиг.1). Когда катушки управления выключены, ротор находится в одном из устойчивых состояний, как показано на Фиг.1. При включении катушек управления в порядке, показанном на Фиг.1, общий магнитный поток, проходящий через весь статор и через пару зубцов ротора 2 совершает работу, создавая крутящий момент. При выключенных катушках 3 общий магнитный поток от двух постоянных магнитов направлен так, как показано на Фиг.1. Для переключения этого магнитного потока надо подать импульс тока противоположной полярности. Переключение катушек совпадает по времени в момент t (Фиг.3). Возникшая Э.Д.С самоиндукции от первого импульса находится в противофазе со вторым в результате чего второго импульса не возникает, что представленно на графиках Фиг.3., где вместо синусоидально изменяющегося магнитного потока мы видим однополярные положительные импульсы с промежутком времени (t-t). В результате этого недостатка
двигатель не в состоянии развить расчетной мощности, и подобен трехфазному асинхронному двигателю, подключенному к одной фазе.
Целью данной полезной модели является увеличение крутящего момента. Поставленная цель достигается тем, что электропривод с постоянными магнитами в нашем варианте не содержит общего магнитопровода Фиг.2, как у аналога (Фиг.1). Отличие состоит в том, что каждая пара полюсов от постоянных магнитов работает автономно только своим магнитным потоком, который при выключении катушки, самостоятельно покидает ротор и возвращается в исходное состояние. Таким образом, исключается необходимость в переключении одних и тех же катушек управления, а достаточным является только включение и выключение катушек управления магнитным потоком. В этом случае легко производить регулировку и настройку электропривода на самостоятельный пуск в нужном направлении и его работу с полной отдачей мощности и сохранением крутящего момента во всем диапазоне оборотов, который зависит от свойств железа, ограничивающего частоту подачи импульсов на катушки управления. Электропривод на постоянных магнитах работает следующим образом.
0
1
В момент времени t-t (Фиг.5) на катушку управления 3 (Фиг.2) подается напряжение, и ток соответствующего направления создает магнитный поток, который переводит магнитные потоки от постоянных магнитов из исходного состояния (нижний статор 5 (Фиг.2)) в рабочее состояние. В этом случае все три потока (два от постоянных магнитов и один от катушки управления 3
(Фиг.2)) складываются и проходят через ротор 2 (Фиг.2), заставляя его принять положение, показанное на Фиг 2 для верхнего статора 1.
1
1
1
2
3
4
5
Это состояние зафиксировано в момент времени t (Фиг.5). В момент времени t (Фиг.5) происходит выключение катушки управления 3 (Фиг.4) и магнитные потоки от постоянных магнитов, при наличии воздушного зазора между статором 1 и ротором 2 (Фиг.4), самостоятельно возвращаются в статор 1, полностью покидая ротор 2. В тот же момент t (Фиг.5) происходит включение катушки управления 4 (Фиг.4) и в нижнем статоре 5 (Фиг.4) происходят процессы, описанные выше для статора 1. (Фиг.4). В моменты времени t, t, t, t и т.д. происходят вышеописанные процессы, связанные с вращением ротора электромеханического привода на постоянных магнитах и совершением им работы с сохранением постоянного крутящего момента.
График крутящего момента, показанный на Фиг.5 доказывает преимущество разработанной полезной модели в сравнении с прототипом, график крутящего момента которого показан на Фиг 3.