МОМЕНТНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО ТОКА

Моментный двигатель постоянного тока
Настоящая полезная модель относится к области измерительной техники, а именно, к устройствам для преобразования электрического сигнала в момент относительно оси устройства.
Известен моментный двигатель постоянного тока, содержащий якорь с пакетом и обмоткой, индуктор с постоянными магнитами 1.
Наиболее близким по технической сущности является моментный двигатель постоянного тока 2, содержащий полый цилиндрический корпус, открытый с одной торцевой стороны и закрытый с другой торцевой стороны, расположенный в полой части корпуса якорь с пакетом, обмоткой и коллектором с ламелями на стороне закрытой торцевой стороны корпуса, расположенный в корпусе как внутренний узел по отношению к якорю индуктор с многополюсной магнитной системой из постоянных магнитов и цилиндрическим магнитопроводом, две пружины с двумя щетками на каждой.
Недостатками такого моментного двигателя постоянного тока являются ограничение развиваемого им максимального момента при использовании в качестве постоянных магнитов материалов с малой коэрцитивной силой.
Техническим результатом полезной модели является повышение развиваемого моментным двигателем постоянного тока максимального момента без увеличения его габаритных размеров и уменьшение момента трения.
Данный технический результат достигается в моментном двигателе постоянного тока, содержащем полый цилиндрический корпус, открытый с одной торцевой стороны и закрытый с другой торцевой стороны, расположенный в полой части корпуса якорь с пакетом, обмоткой и коллектором с ламелями на стороне закрытой торцевой стороны корпуса, расположенный в корпусе как внутренний узел по отношению к якорю индуктор с многополюсной магнитной системой из постоянных магнитов и цилиндрическим магнитопроводом, две пружины с двумя щетками на каждой, тем, что магнитная система выполнена восьмиполюсной из восьми постоянных магнитов призматической формы из сплава самарий-кобальт SmCos с радиальным направлением намагниченности относительно продольной оси индуктора, коллектор выполнен на плате, на которой образована 31 ламель по технологии печатных плат, плата с ламелями установлена на закрытой торцевой стороне корпуса, ламели расположены на плате с распространением их по радиусу относительно продольной оси индуктора в сторону продольной оси индуктора от внешней поверхности индуктора, в индуктор введена установленная на внешней цилиндрической поверхности магнитопровода кольцевая обойма из немагнитного материала, в которой выполнены открытые с одной торцевой стороны обоймы и сквозные по направлению радиуса к продольной оси индуктора пазы по числу постоянных магнитов, пазы выполнены одинаковых форм и размеров с постоянными магнитами, в пазах установлены постоянные магниты с чередованием полюсов на внешней поверхности цилиндрического индуктора, на торцевой поверхности кольцевой обоймы установлена кольцевая плата из электроизоляционного материала, на которой выполнены первая и вторая токопроводящие дорожки дугообразной формы, начальные участки токопроводящих дорожек расположены в непосредственной близости друг от друга, от начальных участков первая и вторая токопроводящие дорожки расположены в разные стороны по сравнению друг с другом, в конце каждой токопроводящей дорожки установлена пружина с двумя щетками, первая и вторая токопроводящие дорожки распространены на такие угловые расстояния, а пружины со щетками выполнены с таким угловым распространением, чтобы
200012
МКИ 6 Н02К 26/00
одна щетка на нружине на первой токопроводящей дорожке располагалась над первой ламелью, а другая щетка на пружине на первой токопроводящей дорожке была расположена над восьмой и девятой ламелью, одна щетка на пружине на второй токопроводящей дорожке располагалась над двадцатой и двадцать первой ламелью, другая щетка на пружине на второй токопроводящей дорожке располагалась над двадцать восьмой ламелью, от начальных участков первой и второй токопроводящих дорожек выполнены выводы для подвода питания к моментному двигателю постоянного тока.
Посредством выполнения восьмиполюсной магнитной системы из восьми постоянных магнитов из сплава самарий- кобальт SmCos с радиальным направлением намагниченности, введения кольцевой обоймы из немагнитного материала с пазами, в которых установлены постоянные магниты, достигнуто увеличение постоянного магнитного потока в якоре вследствие увеличения магнитной индукции из-за большой коэрцитивной силы постоянных магнитов из редкоземельного сплава и уменьшения расстояния между полюсами многополюсной магнитной системы. В результате без увеличения габаритных размеров моментного двигателя постоянного тока обеспечивается больший развиваемый им максимальный момент.
Путем установки на торцевой поверхности индуктора платы из электроизоляционного материала с двумя токопрюводящими дорожками, выполнения коллектора на плате, на которой образованы ламели по технологии печатных плат, установки платы с ламелями на закрытой стороне корпуса, расположения ламелей на плате с распространением их по радиусу относительно оси индуктора от внешней поверхности индуюгора обеспечивается перемещение щеток по ламелям по наименьшему расстоянию от продольной оси индуктора. В результате обеспечивается уменьшение момента трения, создаваемого контактом щеток с ламелями.
Па фиг. 1 представлен общий вид моментного двигателя постоянного тока, на фиг. 2 - вид индуктора, на фиг. 3, 4 - виды кольцевой обоймы, на фиг. 5 - вид кольцевой платы , на фиг. 6 - вид коллектора.
Моментный двигатель постоянного тока (фиг. 1) содержит полый цилиндрический корпус 1, открытый с одной торцевой стороны 2 и закрытый с другой торцевой стороны 3. В полой части корпуса 1 установлен якорь 4 с пакетом 5 и обмоткой 6. Индуктор 7 с цилиндрическим магнитопроводом 8 установлен в корпусе 1 как внутренний узел по отношению к якорю 4.
Па внешней поверхности 9 магнитопровода 8 установлена кольцевая обойма 10 из немагнитного материала, в которой установлены восемь постоянных магнитов 11 из сплава самарий - кобальт SmCos, намагниченных радиально относительно продольной оси 12-12 индуктора 7.
Коллектор 13 с ламелями 14 в количестве 31 штуки установлен на торцевой стороне 3 корпуса 1.
Па торцевой поверхности 15 кольцевой обоймы 10 установлена кольцевая плата 16 из электроизоляционного материала.
Установленными в кольцевой обойме 10 восемью постоянными магнитами 11 11 ,...11 призматической формы в индукторе 7 вместе с магнитопроводом 8 образована восьмиполюсная магнитная система ( фиг. 2). Постоянные магниты 11, 11,... установлены так, что у постоянных магнитов с нечетными номерами северные полюса расположены на внешней поверхности кольцевой обоймы 10, а у постоянных магнитов с четными номерами северные полюса расположены на внешней поверхности 9 магнитопрювода 8.
В кольцевой обойме 10 (фиг. 3, 4) образованы отходящие от торцевой части 17 в направлении оси 12-12 пазы 18, 18 ,...18 , которые открыты со стороны торцевой части 19 кольцевой обоймы 10 и выполнены сквозными по направлению радиуса к оси 12-12 индуктора 7. Пазы 18, 18,...18™ выполнены одинаковых форм и размеров, с установленными в них постоянными магнитами 11,11 ,...11.
На кольцевой плате 16 (фиг.5) выполнены первая дугообразная токопроводящая дорожка 20 с пружиной 21, на которой расположены щетки 22 и 22, и вторая дугообразная токопроводящая дорожка 23 с пружиной 24, на которой установлены щетки 22 и 22. Начальный участок 25 первой токопроводящей дорожки 20 и начальный участок 26 вторюй токопроводящей дорожки 23 расположены в непосредственной близости друг от друга. От начальных участков 25 и 26 первая 20 и вторая 23 токопроводящие дорожки расположены в разные стороны по сравнению друг с другом.
От начальных участков 25, 26 первой 20 и второй 23 токопроводящих дорожек выполнены выводы для подвода питания к моментному двигателю постоянного тока.
Первая токопроводящая дорожка 20 распространена на угловой расстояние ai, а щетки 22 , 22 на пружине 21 распространены на угловое расстояние а2. Вторая токопроводящая дорожка 23 распространена на угловое расстояние аз, а щетки 22, 22 на пружиие 24 распространены на угловое расстояние а4.
Углы аь «2, аз, а4 выполнены такими, что щетка 22 расположена над ламелью 14, щетка 22 над ламелями , 14, щетка  - над ламелями 14 и , а щетка 22 над ламелью  (фиг. 6).
IIIV l
В коллекторе 13 ламели 14, 14 , ... 14 выполнены на плате 27 по технологии печатных плат и расположены по радиусу в сторону продольной оси 12 индуктора 7 от внешней поверхности 28 платы 27 за окружность 29, являющуюся проекцией на плату 27 внешней поверхности индуктора 7, вплоть до внутренней поверхности 30 платы 27.
Моментный двигатель постоянного тока работает следующим образом. При подаче в обмотку 6 якоря 4 постоянного тока одним контактом на щетки 22, 22 и другим на щетки 22 , 22 создается крутящий момент, величина которого зависит от силы постоянного тока, а его направление - от полярности. Под действием крутящего момента якорь 4 поворачивается относительно индуктора 7. При этом щетки 22, 22, 22, 22 перемещаются по ламелям 14, 14, ... 14 по траектории, заключенной в контуре между окружностью 29 и внутренней поверзшостью 30 платы 27 (фиг. 6).
Источники информации
1.Авторское свидетельство СССР № 700898 МКИ Н02К 23/06. Магнитоэлектрический моментный электродвигатель. 1979 г.
2.Л.И. Столов, А.Ю. Афанасьев, Моментные двигатели постоянного тока, М., Энергоатомиздат, 1989 г., стр. 27.