Линейный шаговый электродвигатель

Линейный шаговый электродвигатель

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к электро- .технике, к линейному шаговому приводу . Цель состоит в уменьшении массы и габаритов и увеличении быстродействия . Двигатель содержит подвижный безобмоточный зубчатый вторичный элемент и неподвижный статор, состоящий из двух сердечников 2 и 3 с полюсами 4-7, на которых сформированы зубцы 8 с зубцовым делением, равным зубцовомуделению вторичного элемента. Зубцы крайних полюсов 4 и 7 сдвинуты относительно зубцов вторичного элемента на 1/2. зубцового деления, а зубцы соседних центральных полюсов 5 и 6 сдвинуты на 1/4 зубцового деления. Обмотки управления 9-11 размещены в противолежащих пазах между зубчатыми полюсами, принадлежащими разным сердечникам , и охватывают вторичный элемент . Число витков всех обмоток одинаково . Витки имеют одно направление -намотки. 1 з.п. ф-лы, 4 ил. § (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А) (19) (!1) (51) 4 H 02 К 41/03

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3755272/24-07 (22) 19.06.84 (46) 07.01.88. Бюл. 1(1 (72) В.Б.Баль, В.М.Добромыслин, Б.А.Ивоботенко, Е.И.Савостин, Л.И.Фомин и В.P.Ëèíäå (53) 621.313. 13-133.3 (088.8) (56) Патент США 11 3457482, .кл Н 02 К 41/02, 1968.

Авторское свидетельство СССР

Ф 192895, кл. Н 02 К 41/00, 1967. (54) ЛИНЕЙНЫЙ ШАГОВЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ (57) Изобретение относится к электро,технике, к линейному шаговому приводу. Цель состоит в уменьшении массы и габаритов и увеличении быстродействия. Двигатель содержит подвижный безобмоточный зубчатый вторичный элемент и неподвижный статор, состоящий из двух сердечников 2 и 3 с полюсами

4-7, на которых сформированы зубцы 8 с зубцовым делением, равным зубцовому делению вторичного элемента. Зубцы крайних полюсов 4 и 7 сдвинуты отно- сительно зубцов вторичного элемента на 1/2 зубцового деления, а зубцы соседних центральных полюсов 5 и 6 сдвинуты на 1/4 зубцового деления.

Обмотки управления 9-11 размещены в противолежащих пазах между зубчатыми полюсами, принадлежащими разным сердечникам, и охватывают вторичный элемент. Число витков всех обмоток одинаково. Витки имеют одно направление .намотки. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

1365279

Изобретение относится к электротехнике, в частности к линейным шаговым электродвигателям, и может быть использовано для поступательного перемещения подвижного элемента.

Цель изобретения — уменьшение массы и габаритов электродвигателя и увеличение его быстродействия.

На фиг.l представлен предлагаемый электродвигатель, общий вид, аксонометрия; на фиг.2 — вариант двигателя с цилиндрическим рабочим зазором, продольный разрез; на фиг.3 — вариант двигателя с взаимосвязанными об- lr мотками; на фиг.4 — диаграмма напряжений обмоток двигателя.

Двигатель (фиг.l) содержит подвижный безобмоточный зубчатый вторичный элемент 1, выполненный из ферромагнитного материала, и неподвижный статор, состоящий из двух ферромагнитных сердечников 2 и 3 с полюсами

4-7. На полюсах сердечников сформированы зубцы 8,.зубцовое деление ко- 25 торых равно зубцовому делению вторичного элемента. Зубцовые зоны соседних крайних полюсов двигателя ориентированы относительно зубцов вторичного элемента с разницей на Т электрических градусов, т.е. со сдвигом на 1/2 зубцового деления. Зубцовые зоны соседних центральных полюсов имеют разницу ориентации и /2 электрических градусов или 1/4 зубцового деления. В пазах сердечников между полюсами расположены обмотки 9-11 управления двигателя. Числа витков всех обмоток одинаковы и они имеют одно направление намотки. Обмотки oz- 4 ватывают вторичный элемент двигателя, расположенный между сердечниками статора на опорах (не показаны), обеспечивающих стабильную величину зазора между зубцами полюсов сердечников и вторичного элемента. Двигатель может быть снабжен опорами качения или аэростатическими.

Двигатель (фиг.2) имеет цилиндрический вторичный элемент 1 с зубцами в виде кольцевых выступов и цилиндрический статор 2 с кольцевыми полюсами 4-7, снабженными кольцевыми зубцами 8. В кольцевых проточках между по- люсами расположены кольцевые обмотки

9-11.

Двигатель (фиг. 3) отличается от двигателей на фиг.l и 2 наличием расщепленной на две катушки обмотки 10, число витков каждой катушки равно числу витков обмоток 9 и 10. Выводы катушек обмотки 10 соединены с выводами обмоток 9 и ll через диоды, так что конец каждой катушки соединен с началом одной из обмоток, а катоды— с началами катушек.

Электродвигатель работает следующим образом.

Подача положительных напряжений на обмотки 9 и 11 при обесточенной обмотке 10 вызывает магнитные потоки обмоток, которые складываются в полюсах 4 и 7 и вычитаются в полюсах 5 и 6. При этом полюса 4 и 7 взаимодействия возбужценных зубцов якоря и индуктора приходят в среднее положение между положениями их совмещения с зубцами полюсов 4 и 7 соответственно, что соответствует максимальной магнитной проводимости цепи магнитноro потока возбужденных полюсов. Подача положительного напряжения на обмотки ll и 10 вызывает магнитные потоки, которые складываются в полюсах

4,5 и 7 и вычитаются в полюсе 6. Одновременно отрицательное напряжение на обмотке 9 вызывает ИДС, препятствующую проникновению магнитного потока в полюс 4. Таким образом, возбуждаются полюса 5 и 7, вторичный элемент переходит в новое положение, соответствующее среднему положению между положениями совпадения его зубцов с зубцами полюсов 5 и 7 соответственно, т.е. совершает шаг.

Следующий шаг двигатель отрабатывает при подаче положительного напряжения двойной амплитуды на обмотку

10 и отрицательного напряжения на обмотки 9 и 11. При этом последние создают МДС, препятствующие проникновению магнитного потока в полюса

4 и 7, и магнитный поток обмотки 10 возбуждает полюса 5 и 6. Очередной шаг двигатель совершает при возбуждении полюсов 4 и 6, для чего на обмотки 9 и 10 подают положительное напряжение, а на обмотку 11 отрицательное.

Периодическое повторение указанного цикла возбуждения полюсов в последовательности 4,7 — 5,7 — 5,6 — 4,6

4,7 приводит к непрерывному перемещению вторичного элемента. Возбуждения полюсов в последовательности

4,7 — 4,6 — 5 6 — 5,7 — 4,7 вызывает непрерывное перемещение вторичного элемента в обратном направлении. з 13652

Двигатель (фиг.3) позволяет работать от упрощенной схемы управления.

Положительное или отрицательное напряжение подают только на обмотки 9 и 11. Диоды разрешают подачу напряжения на каждую катушку обмотки 10 при отрицательном напряжении на соответствующих крайних обмотках. Если напряжение на крайних обмотках положи- 10 тельны, обе катушки обмотки 10 обесточены.

Двигатель позволяет уменьшить массу активных материалов статора за счет уменьшения массы обмоток по 15 сравнению с известным электродвигателем, а при подвижном первичном элементе (статоре) увеличить быстродействие за счет снижения массы подвижнык частей. 20

Формула изобретения

1. Линейный шаговый электродвигатель, содержащий безобмоточный ферромагнитный вторичный элемент, по дли:не которого выполнены поперечные па- 25 зы, и статор, состоящий из двух рас79 положенных по разные стороны вторичного элемента сердечников с четырьмя зубчатыми полюсами и обмотками управления каждый, о т л и ч а ю щ и й— с я тем, что, с целью уменьшения массы, габаритов и увеличения быстродействия электродвигателя, обмотки размещены в противолежащих пазах между зубчатыми полюсами, принадлежащими разным сердечникам, и охватывают якорь.

2. Электродвигатель по п.l, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью упрощения схемы управления, он снабжен двумя диодами, обмотка средней пары противолежащих пазов выполнена из двух катушек, число витков каждой из которых равно числу витков остальных обмоток, причем конец каждой катушки соединен соответственно с началом одной из обмоток, начало данной катушки соединено с концом той же обмотки через диод, аноды диодов связаны с концами обмоток, а катоды — с началами катушек.

1365279

3ин

/Нонера Вазбужденныс лолюсоб щи. 4

Составитель 3 ° Горник

Редактор И.Горная Техред М .Дидык Корректор С.Черни

Заказ 6652/52 Тираж 665 Подписное

БНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4