Электродвигатели постоянного тока с дисковым печатным якорем разрезной конструкции на базе универсальных малогабаритных магнитоэлектрических модулей

Создание конкурентоспособных электродвигателей и изделий на их основе, разработка новых технологий и технологического оборудования Организация серийного производства двигателей, изделий и технологического оборудования ЦЕЛИ ПРОЕКТА

ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛИ ПОСТОЯННОГО ТОКА С ДИСКОВЫМ ПЕЧАТНЫМ ЯКОРЕМ РАЗРЕЗНОЙ КОНСТРУКЦИИ (ДПДР) В основе предлагаемой научно-технической разработки лежат работы по созданию принципиально новой формации электродвигателей, высокоэффективных электромеханизмов и быстродействующих приводов на их основе. Основной принцип построения предлагаемых электродвигателей – модульность конструкции и унификация основных узлов и элементов. Разрезная конструкция статора принципиально отличает данные электродвигатели от их аналогов. Электродвигатели ДПДР по динамическим характеристикам и конструктивно- технологическим особенностям превосходят все аналоги. Благодаря простой компоновке, унификации узлов, встраиваемости в изделия, малым габаритам и весу, высокой серийнопригодности электродвигателей ДПДР возможно значительно расширить области их применения в различных областях промышленности и в широком спектре товаров народного потребления.

КОНСТРУКЦИЯ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ ПОСТОЯННОГО ТОКА С ДИСКОВЫМ ПЕЧАТНЫМ ЯКОРЕМ (ДПДР) Электродвигатель постоянного тока с дисковым печатным якорем (модульного типа с разрезным статором конструкции В.А. Евсеенкова) имеет форму плоского диска диаметром 60, 90, 130 мм и толщиной от 14 мм в зависимости от мощности. Отличительной особенностью двигателя является отсутствие металлического сердечника в якоре и изготовление его обмотки по технологии печатных плат, позволяющей исключить трудоемкие намоточные операции.

КОНСТРУКЦИЯ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ ПОСТОЯННОГО ТОКА С ДИСКОВЫМ ПЕЧАТНЫМ ЯКОРЕМ (ДПДР) Функции коллекторного узла выполняют внутренние участки обмотки якоря, по которым скользят щетки. Отсутствие металлического сердечника в якоре, перекрытие щетками нескольких проводников одновременно, наличие большого количества коллекторных пластин предотвращает искрение и значительно повышает ресурс работы двигателя Постоянные магниты системы возбуждения выполнены в форме дисков и располагаются в обоймах с торцевых сторон двигателя

Параметр Ед. изм. Тип магнитной системы НесимметричнаяСимметричная Одноякорная2-х якорнаяОдноякорная2-х якорная 1 Напряжение питания В 0,5 ÷ 420,5 ÷ 840,5 ÷ 500,5 ÷ 90 2 Номинальный ток А 6,56,5 ÷ 126,5 ÷ 76,5 ÷ 14 3 Сопротивление якорной цепи Ом 1,0 ÷ 1,20,5 ÷ 2,41,0 ÷ 1,20,5 ÷ 2,4 4 Индуктивность якоря мГн ÷ ÷ Постоянная времени mS Номинальная частота вращения * Об. / мин Номинальный момент Нм 0,450,90,71,4 8 Номинальная мощность Вт Ток пусковой А 35 ÷ 4235 ÷ 8435 ÷ 4235 ÷ Пусковой момент Нм 2,55,54,08,0 11 КПД - номинальный - максимальный % Вес кг 0,71,51,12,0 ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ МАГНИТОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МОДУЛЕЙ (МЭМ) ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ ДПДР Таблица 1 * Номинальная частота вращения при максимальном напряжении питания

ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ ДПДР Быстродействующие следящие системы Системы угловой стабилизации высокой точности Робототехнические комплексы и электроприводы станков с ЧПУ Электроприводы исполнительных механизмов авиационной техники Медицинское приборостроение и средства реабилитации Водо-газо-запорная арматура Электрогенераторы различных электростанций, в том числе ветровых Насосное оборудование для ЖКХ и железнодорожного транспорта Электроприводы малых транспортных средств: электровелосипеды, электромобили, скутеры, инвалидные коляски, транспортные тележки

ОБРАЗЦЫ ИЗДЕЛИЙ

КОНКУРЕНТНЫЕ ПРЕИМУЩЕСТВА ДПДР возможность полной автоматизации конструирования; возможность создания на одном типе якоря различных электрических машин. возможность полной автоматизации конструирования; возможность создания на одном типе якоря различных электрических машин. При разработке простота конструкции и высокая технологичность, унифицированность и универсальность, возможность полностью автоматизировать процесс изготовления, сборки и контроля, высокий коэффициент использования стандартного оборудования, большой объем выпуска при малых затратах. простота конструкции и высокая технологичность, унифицированность и универсальность, возможность полностью автоматизировать процесс изготовления, сборки и контроля, высокий коэффициент использования стандартного оборудования, большой объем выпуска при малых затратах. При изготовлении

КОНКУРЕНТНЫЕ ПРЕИМУЩЕСТВА ДПДР повышенная надежность, долговечность и электробезопасность, повышенный крутящий момент и высокий КПД (более 70%), высокие динамические характеристики и быстродействие, низкий уровень шума и радиопомех ввиду безыскровой коммутации, малый вес и габариты, возможность работы в режиме генератора, работоспособность в широком диапазоне температур ( от -50 до + 60 градусов), простота в ремонте, исключение размагничивания магнитной системы при разборке, способность выдерживать многократные перегрузки. повышенная надежность, долговечность и электробезопасность, повышенный крутящий момент и высокий КПД (более 70%), высокие динамические характеристики и быстродействие, низкий уровень шума и радиопомех ввиду безыскровой коммутации, малый вес и габариты, возможность работы в режиме генератора, работоспособность в широком диапазоне температур ( от -50 до + 60 градусов), простота в ремонте, исключение размагничивания магнитной системы при разборке, способность выдерживать многократные перегрузки. При эксплуатации

Сравнительная таблица технических характеристик ЭД ДБМ (120, 150, 185) и МЭМ ДПДР 140 Таблица 2 Параметры ДБМ 120-1,6- 0,5-3 МЭМ ДПДР МЭМ ДПДР МЭМ ДПДР ДБМ ,3-2 МЭМ ДПДР МЭМ ДПДР МЭМ ДПДР ДБМ ,3-2 МЭМ ДПДР МЭМ ДПДР МЭМ ДПДР Номинальная частота вращения, об/мин n ном Номинальный момент, М ном, Нм 1,60,281,73,084,00,414,14,5161,61617,6 3 Номинальная мощность (полезная), Р ном, Вт Пусковой момент (при ном. напряжении), М пуск, Нм 4,01,146,512,57,41,211,513,049,010, Номинальное напряжение, U ном, В Номинальный ток, I ном, А, I ном = М ном /С м 4,856,5 14,37,5 45,713 7 Пусковой ток (при ном. напряжении), I п, А 13, Сопротивление ротора (якоря), R я, Ом 2,0–2,51,1 1,0-1,031,0 0,18- 0,22 0,6 9 Момент инерции ротора (якоря), J, кгм 2 1,5х ,21х х ,25х х ,21х х ,0х ,21х х ,25х х ,21х х х ,45х х ,5х ,45х х Наружный диаметр статора, D с, мм Масса, G, кг, не более1,80,60,6+G р 0,853,01,11,1+ G р 1,359,32,52,5+ G р 2,75 12 Удельная мощность, Р н /G, Вт/кг Стоимость, С, тыс. руб.40,02,02,5+С р 8,560,02,53,0+С р 9804,05,0+С р 11,0 * В качестве редуктора применен ПЦР

Параметры Модель двигателя (фирма, страна) F12M4 «CEM» Франция U12M2 «Коллмор- ген» США 12A-M2 «Раллис» Индия UGPMEN 12A2 Япония ДПУ «Миасс- электро- аппарат» ПЯ-250Ф «Миасс- электро- аппарат» ДПД «Эталон» МЭМ ДПДР Номинальная мощность, Вт Номинальная частота, об/мин 3000 Номинальный момент, Нсм Номинальное напряжение, В Номинальный ток, А 7,711,7 6,67,010,06,57,0 Максимальная частота, об/мин Максимальный момент, Нсм Макс. импульсный ток, А Сопротивление якоря, Ом 0,930,47 0,581,4-1,0 Момент инерции якоря, гсм Масса, кг 5,003,85 5,6 83,81,1 Диаметр, мм Удельная мощность, Вт/кг СРАВНЕНИЕ ТЕХНИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ С ДИСКОВЫМ ПЕЧАТНЫМ ЯКОРЕМ Таблица 3

Параметры Модель двигателя (фирма, страна) MSS-2 «Mavilor» Испания МЭМ ДПДР «Техно-РЭДОС» MSS-4 «Mavilor» Испания МЭМ ДПДР «Техно-РЭДОС» Номинальная мощность, Вт 190, Номинальная частота, об/мин 3000 Номинальный момент, Нсм Номинальное напряжение, В 39, /84* Номинальный ток, А 6,57,07,814/7* Максимальная частота, об/мин Максимальный момент, Нсм Макс. пусковой ток, А /42* Сопротивление якоря, Ом 1,0 1,250,5/2* Момент инерции якоря, гсм Масса, кг 3,31,14,52,0 Диаметр, мм Удельная мощность, Вт/кг 57,622788,2250 Удельная объемно-весовая мощность, Вт/кг·дм 3 20,1735,344,2406,5 Сравнение технических параметров электродвигателей с плоским намотанным якорем без железа серии MSS («MAVILOR», Испания) с магнитоэлектрическим модулем ДПДР Таблица 3а * параметры МЭМ ДПДР (двухъякорная конструкция) при параллельном / последовательном соединении якорей

Модель двигателя (фирма, страна) Параметры двигателя Полезная мощность, Вт Удельная объемно-весовая мощность, Вт/кг·дм 3 Конструкция якоря (ротора) ДКI-2,3 (Россия) 2403,6 классическая МЕД-40М («Ясукава», Япония) 1604,95 классическая МЕД-40 («Ясукава», Япония) 2506,8 классическая СД250А 25031,25 классическая MMEM06AAI («Ясукава», Япония) 1857,65 полый ротор 12В («Ясукава», Япония) 12313,7 полый ротор 22А («Ясукава», Япония) 28520,7 полый ротор MSS-2 («Mavilor», Испания) 190,320,1 Плоский намотанный якорь без железа с классическим коллектором MSS-4 («Mavilor», Испания) 39744,2 II F12M4 («СЕМ», Франция) 24066,3 диск 4-х слойный U12M2 («Колморген», США) F12M2 («СЕМ», Франция) F2A-M2 («Раллис», Индия) 19052,6 диск 4-х слойный UGPMEN-12А2 («Ясукава», Япония) 20016,4 диск 4-х слойный ПЯ-250Ф (Миасс, Россия) 25014,8 диск 2-х слойный ДПУ (Миасс, Россия) 18022,8 диск 4-х слойный ДПД («Эталон», Измаил) 18056,25 диск 4-х слойный МЭМ ДПДР («Техно- РЭДОС» ) , 3 диск 4-х слойный Сравнительная таблица удельной объемно-весовой мощности электродвигателей постоянного тока Таблица 4

Модель, производительМощность, ВтСтоимость, руб. 12CD Гуангхи, Китай (аналог F12M4 «CEM»,Франция) GN12 PMW, Великобритания ПЯ-250Ф ОАО «Миассэлектроаппарат» ДПУ ОАО «Миассэлектроаппарат» МЭМ ДПДР ООО «Техно-РЭДОС» СРАВНИТЕЛЬНАЯ СТОИМОСТЬ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ С ДИСКОВЫМ ПЕЧАТНЫМ ЯКОРЕМ Таблица 5

ПАТЕНТОЗАЩИЩЕННОСТЬ ПРОЕКТА Патенты (ПТ) и свидетельства на полезные модели (СП) на якорь, магнитоэлектрические модули, электродвигатели и изделия на их основе: ПТ , , 45242, , , , СП 5555, 14247, 8537, «НОУ-ХАУ» в технологии производства дисковых печатных якорей, магнитоэлектрических модулей и электродвигателей, а также в методике и способах испытаний.