| Реферат |
Полезная модель относится к электротехнике, а именно к области электрических двигателей и электроприводов. Технический результат заключается в обеспечении эффективности работы электропривода в широком диапазоне частот вращения. Электропривод содержит корпус с передней и задней крышками и электродвигатель, включающий статор и два ротора. Один ротор электродвигателя выполнен внешним, закреплен с помощью подшипника в задней крышке. Второй ротор выполнен внутренним, закреплен с помощью подшипника в передней крышке. Статор закреплен на передней крышке. На задней крышке закреплена плата управления, закрытая крышкой платы. 2 ил.
Полезная модель относится к области электромеханики, а именно к электрическим двигателям и электроприводам.
Известна асинхронная машина с двумя статорами и общим ротором [патент РФ №2349015, H02K 17/16, H02K16/02, опубликовано 10.03.2009], содержащая общий ротор, свободно вращающийся относительно вала и имеющий одновременно и две раздельных для каждого статора короткозамкнутых обмотки и одну общую для двух статоров короткозамкнутую обмотку, один из статоров расположен на валу неподвижно и вращается вместе с валом. Обмотки неподвижного статора и вращающегося вместе с валом статора составлены из обмоток двух или более неравных секторов вышеуказанных статоров с совместным подключением в электрическую сеть обмотки малого сектора неподвижного статора и обмотки малого сектора вращающегося вместе с валом статора. Такое же подключение имеют обмотки больших или следующих по величине секторов неподвижного статора и вращающегося вместе с валом статора.
Недостатком технического устройства являются повышенные вихревые потери и сложность балансировки электромагнитных процессов между обмотками статоров, что снижает эффективность и усложняет управление.
Известна электрическая машина [патент РФ №2400006, H02K 16/02, опубликовано 20.09.2010], содержащая статор с обмоткой, внутренний ротор с выходным валом, установленным в подшипниках, промежуточный ротор, охватывающий внутренний ротор, на внутренней поверхности промежуточного ротора размещены обмотки, вал промежуточного ротора выполнен полым, внутри него размещен вал внутреннего ротора, причем подшипники, размещенные на валах внутреннего и промежуточного роторов, расположены коаксиально их оси вращения. На внешней поверхности промежуточного ротора расположены группы постоянных магнитов чередующейся полярности, а генераторная обмотка статора является многофазной.
Недостатком технического устройства является сложность обеспечения равномерного магнитного взаимодействия между обмотками промежуточного ротора и постоянными магнитами. На высоких частотах это может привести к увеличению потерь на индукцию и снижению эффективности работы устройства.
Известен безредукторный электромеханический привод [патент РФ №174854, H02K 6/16, H02K 29/06, опубликовано 08.11.2017], представляющий собой электрическую синхронную бесколлекторную машину обращенной конструкции с внешним ротором. На роторе установлены постоянные магниты. В компоновке устройства предусмотрено наличие вращающегося трансформатора в качестве датчика положения ротора. Управляющая электроника представлена в виде платы контроллера и четырех плат привода, включенных параллельно друг другу. Управляющие команды, поступающие на платы привода, формирует плата контроллера, передача команд осуществляется по защищенному протоколу. Каждая из плат привода является независимой и может быть отключена для экономии энергии. Кроме того, выход из строя любой из плат привода не приводит к выходу из строя всего устройства. Устройство может работать как в двигательном, так и в генераторном режиме, причем при работе в генераторном режиме предусмотрена возможность рекуперации накапливаемой энергии. Применяемая в устройстве компонентная база обладает повышенной стойкостью к радиационному воздействию и позволяет расширить возможную область применения.
Недостатком технического устройства является ухудшение точности работы системы управления из-за ограничений в работе вращающегося трансформатора на высоких скоростях. В таких режимах могут возникать помехи, влияющие на стабильность передачи сигналов и точность определения положения ротора, что снижает общую надежность системы.
Наиболее близким по технической сущности устройством является электрическая машина [патент РФ №2440659, H02K 16/02, H02K 1/06, H02K 17/00, опубликовано 20.01.2012], содержащая устройство для создания магнитного поля, где в качестве индуктора используются ферромагнитные сердечники с электрическими катушками, и устройства для преобразования одного вида энергии в другой, согласно изобретению устройство для создания магнитного поля выполнено отдельным блоком в виде фланца с концентрическими ребордами на стенке, изготовленного из немагнитного и диэлектрического материала. В сквозных радиальных пазах, выполненных на ребордах фланца, в определенном порядке закрепляются ферромагнитные сердечники с электрическими катушками, которые образуют полюсные пары электрической машины. Жесткость крепления ферромагнитных сердечников с электрическими катушками в пазах обеспечивает прижимная крышка, также изготовленная из немагнитного и диэлектрического материала. Устройство для преобразования одного вида энергии в другой состоит из двух роторов. Один ротор устанавливается во внутреннюю часть устройства для создания магнитного поля и взаимодействует с так называемым основным магнитным потоком Фо, а второй ротор охватывает внешнюю часть устройства для создания магнитного поля и взаимодействует с так называемым магнитным потоком рассеяния.
Недостатком аналога является возможность возникновения электромагнитных потерь в ферромагнитных сердечниках из-за их ограниченной эффективности при высоких частотах. Это может приводить к перегреву и снижению КПД устройства.
Технический результат полезной модели заключается в обеспечении эффективности работы электропривода в широком диапазоне режимов работы.
Технический результат достигается тем, что в электроприводе, содержащем корпус с передней и задней крышками и электродвигатель, включающий статор и два ротора, согласно полезной модели, один ротор электродвигателя выполнен внешним, закреплен с помощью подшипника в задней крышке, второй ротор выполнен внутренним, закреплен с помощью подшипника в передней крышке, при этом статор закреплен на передней крышке, а на задней крышке закреплена плата управления, закрытая крышкой платы.
Сущность полезной модели поясняется чертежами. На фиг.1 показан фронтальный разрез 3D-модели многорежимного электропривода. На фиг.2 показан профильный разрез 3D-модели многорежимного электропривода.
Статор 1 установлен на крышку переднюю 2 через направляющие 3 с помощью резьбового или клеевого соединения, первый ротор 4 через подшипник установлен в крышке задней 5, второй ротор 6 через подшипник установлен в крышке передней 2 и сопряжен с первым ротором 4 с помощью посадки с натягом или клеевого соединения, на крышку заднюю 5 установлена плата управления 7, крышка платы 8 установлена на крышку заднюю 5 с помощью клеевого соединения или крепежных изделий, на корпус 9 установлены крышка передняя 2 и крышка задняя 5 с помощью винтов 10.
Статор 1, первый ротор 4 и второй ротор 6 вместе образуют электродвигатель многорежимного электропривода.
Многорежимный электропривод функционирует следующим образом. Плата управления 7 задает управляющий сигнал. Во время работы электродвигателя электромагнитные силы, создаваемые при взаимодействии магнитных полей статора 1, первого ротора 4 и второго ротора 6 приводят во вращение неразрывно связанные первый ротор 4 и второй ротор 6. В случае, когда требуется высокий момент на низкой частоте вращения, приводится в действие первый ротор 4 внешнего исполнения. В случае, когда необходимы высокие обороты со сравнительно небольшим моментом, приводится в действие второй ротор 6 внутреннего исполнения.
Обеспечение высокой эффективности электропривода достигается за счет приведения в действие первого ротора 4 или второго ротора 6 в зависимости от режима работы электропривода, что исключает необходимость нахождения компромиссного соотношения момента и частоты вращения.
Таким образом, заявляемая полезная модель позволяет обеспечить функционирование электропривода в большом диапазоне частот вращения за счет использования двух роторов внутреннего и внешнего исполнения и своевременного переключения между ними в зависимости от режима работы.
|
