Бескорпусная синхронная вращающаяся электрическая машина с индукционным датчиком углового положения

Научно-исследовательская работа «Разработка, изготовление и проведение испытаний прототипа бескорпусной синхронной вращающейся электрической машины на постоянных магнитах со встроенным индукционным датчиком углового положения для систем автоматики, мехатроники, робототехники» выполнена в соответствии с техническим заданием по теме. Объект исследования – электродвигатель со встроенным прецизионным индукционным датчиком положения, предназначенный для применения в мехатронных модулях и РТС. Цель работы: исследование, разработка методики проектирования и разработка электродвигателя со встроенным прецизионным индукционным датчиком положения. Работа проводилась с применением следующих методов исследования: ‒ метод информационного поиска и систематизации данных, ‒ метод аналитического расчёта, ‒ метод компьютерного моделирования. По итогам проведения НИОКР достигнуты результаты: ‒ рассчитана и спроектирована электрическая машина, соответствующая требованиям технического задания; ‒ изготовлен опытный образец электрической машины, соответствующей требованиям технического задания; ‒ разработана и апробирована методика расчета и проектирования индуктосинов, встраиваемых в бескорпусные синхронные электродвигатели с постоянными магнитами; ‒ с использованием разработанной методики рассчитан и разработан встраиваемый индуктосин; ‒ разработана конструкция электродвигателя со встроенным индуктосином; ‒ подтверждена возможность разработки и изготовления электродвигателей со встроенными прецизионными датчиками положения под конкретные цели и задачи; ‒ проведены испытания опытного образца электродвигателя со встроенным индуктосином; ‒ достигнуто повышение тактико-технических характеристик робототехнических и мехатронных систем. Экономическая значимость достигнутых в НИОКР результатов определяется следующими факторами: ‒ снижение стоимости электроприводов за счет исключения покупных прецизионных датчиков углового положения, ‒ самостоятельная разработка двигателей со встроенными прецизионными датчиками исключает из стоимости мехатронного модуля на их основе долю затрат на разработку сторонними организациями, ‒ предложенная конструкция электродвигателя со встроенным датчиком позволяет реализовать комплекс мер по улучшению надёжности, упрощению конструкции, снижению массогабаритных показателей и повышению энергоэффективности, ‒ конструкция электродвигателя со встроенным прецизионным датчиком имеет большой потенциал для дальнейших работ по исследованию, усовершенствованию, выпуску опытных и серийных образцов для использования в составе систем с повышенными требованиями к энергоэффективности. По результатам выполнения работы поданы две заявка на изобретение с регистрационным номером №2022101922 («Бескорпусная синхронная вращающаяся электрическая машина с индукционным датчиком углового положения») и №2022102842 («Индукционный датчик положения с активной подвижной частью»). Результаты НИОКР имеют степень готовности разработки TRL9 и полностью соответствуют техническому заданию. Дальнейшее развитие разработки может включать экстраполяцию полученной технологии на линейку из нескольких типоразмеров электродвигателей со встроенным прецизионным индукционным датчиком положения, отличающихся точностью встраиваемых датчиков, а также мощностными и моментными характеристиками. Внедрение данной технологии будет иметь прямой экономический эффект, обусловленный ценностью заявленных характеристик изделия для разработчиков робототехнических систем и комплексов.