БЕСКОЛЛЕКТОРНЫЙ МИКРОЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО ТОКА

Полезная модель относится к приборостроению и используется в электроприводе вентилятора системы автоматического управления отопителем салона легкового автомобиля.
Известен бесколлекторный микроэлектродвигатель постоянного тока, содержащий статор с односторонним расположением плоских обмоток, дисковый четырехполюсный магнитный ротор, электрическую цепь управления и дополнительный элемент, являющийся магнитопроводом (Кенио Т., Нагамори С. Двигатели постоянного тока с постоянными магнитами: Пер. с англ. - М.: Энергоатомиздат, 1989. стр. 95. рис. 5.27 и рис. 5.28.).
Недостатком такого микродвигателя является наличие «мертвых точек», недостаточный пусквой момент для преодоления фрикционных нагрузок, и сложность конструкции, обусловленная наличием датчика Холла.
Из известных технических решений наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является бесколлекторный микроэлектродвигатель постоянного тока,
содержащий статор с односторонним расположением плоских обмоток, дисковый четырехполюсный магнитный ротор, электрическую цепь управления и металлический диск (28413 U1, 20.03.2003. RU. Вентильный микроэлектродвигатель постоянного тока).
Недостатком такого микродвигателя является наличие знакопеременных усилий, действующих на вкладыш опоры, при прохождении дискового четырехполюсного постоянного магнита ротора через ось диаметрально противоположных зубьев металлического диска статора. Дополнительно, при вращении ротора четырехполюсный постоянный магнит испытывает значительные центробежные нагрузки, что может привести к его разрушению.
Заявляемая полезная модель направлена на решение задачи повышения надежности работы двигателя путем уменьшения знакопеременных усилий, действующих на вкладыш опоры, и исключения возможности разрушения постоянного магнита ротора под действием центробежной силы.
Указанный технический результат достигается тем, что бесколлекторный микроэлектродвигатель постоянного тока, содержит статор с односторонним расположением плоских обмоток, дисковый четырехполюсный магнитный ротор, электрическую цепь управления и металлический диск, который выполнен в виде стакана с жестко установленным в нем ротором, причем открытый срез стакана расположен со стороны плоских обмоток статора.
На фиг.1 изображен предлагаемый микродвигатель, продольный разрез.
Бесколлекторный микроэлектродвигатель постоянного тока, содержит двухфазный статор 1, дисковый четырехполюсный магнитный ротор 2, вкладыш 3 опоры, электрическую цепь управления 4 с печатной платой и основание 5, отлитое из полимера, четыре катушки индуктивности 6 с односторонним расположением плоских обмоток, соединенных попарно и расположенных по диаметру, и металлический диск 7, который выполнен в виде стакана с жестко установленным в нем ротором 2, причем открытый срез стакана расположен со стороны плоских обмоток 6 статора 1. Ротор 2 опирается на вкладыш 2 основания 5 и подпятник 8.
Бесколлекторный микроэлектродвигатель постоянного тока работает следующим образом. При обесточенном двигателе дисковый четырехполюсный магнитный ротор 2 устанавливается при любом угловом положении, обладает одинаковым значением пускового момента при протекании тока по статорным обмоткам 6.
При протекании тока по статорным обмоткам четырехполюсный магнитный ротор, магнитное поле которого замкнуто магнитопроводом - металлическим диском 7, обладает одинаковым значением пускового момента, достаточным для преодоления фрикционного момента. Необходимая частота вращения определяется настройкой полупроводникового ключа мультипликатора электрической цепи управления 4. При вращении ротора, на четырехполюсный постоянный магнит 2 действуют центробежные силы, металлический диск 7, играя дополнительную роль скрепляющего бандажа, препятствует разрыву магнита 2.
Металлический диск - магнитопровод 7, образуя стакан и концентрируя магнитное поле на взаимодействие с электромагнитным полем статорных катушек 6, увеличивает и стабилизирует момент вращения электродвигателя. Одновременно, диск 7 исключает взаимодействие постоянного магнита ротора 2 с другими металлическими предметами, взаимодействие с которыми приводило к появлению знакопеременных усилий, вызывающих вибрацию и разрушение вкладыша 3 опоры.
Несомненным преимуществом предлагаемого микроэлектродвигателя постоянного тока является его простота, надежность и технологичность, обусловленная отсутствием дополнительных неподвижных элементов магнитопровода статора.
Эксплуатационные испытания микроэлектродвигателя, проведенные ЗАО «Автоэлектроника-НТЦ», показали конкурентоспособность опытных образцов, их технологичность и повышенную надежность в составе электропривода вентилятора системы автоматического управления отопителем салона легкового автомобиля.