Линейный шаговый электродвигатель

Линейный шаговый электродвигатель

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к электротехнике , а именно к электродвигателям с линейным перемещением рабочего органа, и может быть использовано в системах автоматики. Цель изобретения - улучшение тяговой характеристики и повьшение частоты приемистости . Линейный шаговый электродвигатель содержит неподвижный ферромагнитный элемент 1 с зубцами 2, выполненными с шагом С , и подвижный якорь 3, сост тоящий из постоянного магнита 4 и двухполюсных сердечников 5 и 6. Сердечник 5 вьтолнен Ш-образным и содержит ярмо 7, два боковых стержня 8 и центральный стержень 9. Сердечник 5 установлен внутри П-образного сердечника 6, имеющего ярмо 10 и стержни 1 1 и 12, Постоянный магнит 4 установлен между ярмом 7 сердечника 5 и ярмом 10 сердечника 6. Торцовые поверхности стержней 11 и 12 сердечника 6, обращенные к зубчатому элементу ; 1, образуют пару магнитных полюсов. Торцовые поверхности центрального стержня 9 и торцовые поверхности боковых стержней 8 сердечника 5 обра- s зуют вторую пару полюсов. Поставленная цель достигается за счет того, что обмотка управления 18 установлена на центральном стержне Ш-образного сердечника, в результате чего за счет наличия его боковых стержней она оказьшается экранированной в магнитном отношении от магнитных потоков рассеяния обмотки управления 17. 7 ил. Направление движение (Л С

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

1.4.32680 А1 (su 4 Н 02 К 41/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО.ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 13 „"

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (®,,:р..7 б 479 уб 7 /д д rare (21) 4194787/24-07 (22) 16.02 ° 87 (46) 23.10.88. Бюл. ¹ 39 (71) Львовский политехнический институт им. Ленинского комсомола (72) В.Д.Завгородний, M.Ô.Íåíåêà и И.P.Ãàâäüî (53) 621 ° 313 ° 13(088,8) (56);Патент ФРГ № 3338864, кл. Н 02 К 41/03, 1984.

Авторское свидетельство СССР №. 1376184, кл. Н 02 К 41/03, 1986, (54) ЛИНЕЙНЫЙ ШАГОВЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ (57) Изобретение относится к электротехнике, а именно к электродвигателям с линейным перемещением рабочего органа, и может быть использовано в системах автоматики. Цель изобретения — улучшение тяговой характеристики и повышение частоты приемистости. Линейный шаговый электродвигатель содержит неподвижный ферромагнитный элемент 1 с зубцами 2, выполненными .с шагом С, и подвижный якорь 3, сос. тоящий из постоянного магнита 4 и двухполюсных сердечников 5 и 6. Сердечник 5 выполнен Ш-образным и содержит ярмо 7, два боковых стержня 8 и центральный стержень 9. Сердечник

5 установлен внутри П-образного серI дечника 6, имеющего ярмо 10 и стержни 11 и 12, Постоянный магнит 4 установлен между ярмом 7 сердечника 5 и ярмом 10 сердечника 6. Торцовые поверхности стержней ll и 12 сердечника

6, обращенные к зубчатому элементу

1, образуют пару магнитных полюсов.

Торцовые поверхности центрального стержня 9 и торцовые поверхности боковых стержней 8 сердечника 5 обра- Я зуют вторую пару полюсов. Поставленная цель достигается за счет того, что обмотка управления 18 установле- С на на центральном стержне Ш-образного сердечника, в результате чего за счет Я

l наличия его боковых стержней она оказывается экранированной в магнитном отношении от магнитных потоков рассеяния обмотки управления 17. 7 ил.

Налра8л ние дВижения

1432680

Изобретение относится к электротехнике, к электрическим машинам с линейным шаговым перемещением рабочего органа и может быть использовано в системах автоматики.

Целью изобретения является улучшение тяговой характеристики и частоты приемистрсти.

На фиг.l показан линейный шаговый !О электродвигатель, общий вид, на фиг.26 — схема, поясняющая принцип его работы; на фиг.7:: — схема путей протекания потоков рассеяния обмоток управления. 15

Линейный шаговый электродвигатель (фиг ° 1) содержит неподвижный ферромагнитный зубчатый элемент 1, представляющий собой плиту из магнитомягкой стали, на одной из поверхностей 20 которой в направлении, перпендикулярном направлению движения, выполнены зубцы 2 с шагом и подвижный якорь

3, включающий постоянный магнит 4, охваченный 5 и охватывающий 6 сердеч- 25 ники. Сердечник 5 выполнен в виде

Ш-образного сердечника и содержит ярмо 7, два боковых стержня 8 и центральный стержень 9. Сердечник 5 установлен внутри П-образного сер- ЗО дечника 6, имеющего ярмо 10 и два стержня 11 и 12, Постоянный магнит установлен между ярмом 7 сердечника 5 и ярмом 10 сердечника 6. Торцевые поверхности стержней ll и 12 сердечника 6, обращенные к зубчатому элементу 1, образуют пару магнитных полюсов. Торцевые поверхности центрального стержня 9 и торцевые поверхности боковых стержней 8 сердеч- <О ника 5 образуют вторую пару магнитных полюсов. На указанных полюсах (торцевых поверхностях стержней 8, 9, 11 и 12) выполнены группы 13-16 зубцов соответственно с тем же шагом и в том же направлении, что и зубцы 2 неподвижного элемента 1.

Группы зубцов двух полюсов каждого из сердечников смещены между собой на величину С (К+1/2), т.е. зубцы груп-SO пы 13 и зубцы группы 14 сердечника

5 смещены между собой на величину

С (К+1/2) аналогично, как и зубцы группы 15 смещены на величину о (К+

+1/2) относительно зубцов группы 16 сердечника 6. Группы зубцов разных сердечников смещены друг относительно друга на величину <., (+1/4), т,е, группа зубцов 3 серде шика 5 смеще— на относительно группы 15 зубцов сердечника 6 на величину (+1/4), аналогично группа 14 зубцов смещена относительно группы 16 зубцов ° Суммарное число зубцов, вып олненных на боковых стержнях 8 сердечника 5 (т.е. число зубцов группы 13), равно числу зубцов центрального стержня 9 этого сердечника и равно числу зубцов стержней 15 и 16, т.е. число зубцов в каждой из групп 13-16 одинаково. При нечетном числе зубцов в группах числа зубцов стержней 8 сердечника 6 отличаются на единицу. На стержнях 11 и 12 сердечника 6 установлены две согласно соединенные катушки 17, образующие обмотку управления сердечника 6 (возможна установка только одной катушки на одном из стержней ll или 12), а на. центральном стержне 9 сердечника 5 установлена обмотка управления 18 в виде одной катушки с числом витков, равным числу витков обмотки

17 управления. Якорь 3 за счет опор скольжения, качения или аэродинамических (на фиг.1-3 не показаны) выставлен по отношению к зубчатому элементу 1 с некоторым зазором Р и может перемещаться в направлениях, по-.. казанных на фиг.l стрелками.

Линейный шаговый электродвигатель работает следующим образом.

Предположим, что при обесточенных обмотках 17 и 18 управления якорь 3

:находится в таком исходном положении, что группа 15 зубцов сердечника 6 является оппозитно расположенной по отношению к зубцам 2 зубчатого элемента l. Магнитный поток Р постоянного магнита 4 при этом распределен между группами зубцов 13-16 как показано на фиг.2 сплошными линиями, при этом через каждую из групп 13 и 14 зубцов

1 проходит магнитный поток — — Р

М

При обесточенной обмотке 17 управления и запитке обмотки 18 управления током такого направления и такой величины, что магнитный поток Р, этой обмотки в центральном стержне 9 сердечника 5 совпадает по величине и по направлению с потоком постоянного магнита в этом стержне (фиг.3), поток группы зубцов 14 увеличивается приблизительно в 2 раза и составляет Ф, а поток группы 13 зубцов стержней 8 уменьшается до нуля. Величины магнитных потоков групп 15 и 16 зубцов при

1432680 этом практически не изменяются. Под действием сил магнитного притяжения между зубцами 2 зубчатого элемента

1 и группой 14 зубцов якоря 3 послед5 ний перемещается в такое положение, при котором группа 14 зубцов располагается оппозитно к зубцам 2, т.е. якорь смещается вправо на величину, равную 1/4 шага, 10

При последующем обесточении обмотки 18 управления и запитке обмотки

17 управления током такого направления и такой величины, что магнитный поток Р этой обмотки совпадает по величине и по направлению с магнитным потоком постоянного магнита в стержне

12 сердечника 6 (фиг.4), поток группы

16 зубцов увеличивается приблизительно в 2 раза и составляет величину= P 20 а поток группы 15 зубцов уменьшается, до нуля. Под действием сил магнитного притяжения между зубцами 2 зубчатого элемента 1 и группой 16 зубцов якоря

3 последний перемещается в положение, 25 при котором группа 16 зубцов располагается оппозитно зубцам 2, т.е. он перемещается снова вправо на величину, равную 1/4 шага с z °

При последующем обесточении обмот- 30 ки 17 управления и запитке обмотки 18 ,управления током той же величины, но противоположного направления, изображенного на фиг.3 (фиг.5), суммарный поток зубцов группы 13 увеличивается в два раза до величины Р„, а поток зубцов группы 14 уменьшается до нуля, в результате чего якорь 3 снова смещается вправо на величину, равную 1/4 с

При последующем обесточении обмотки 18 управления и эапитке обмотки 17 управления током той же величины, но.противоположного направления, изображенного на фиг.4 (фиг.б), якорь 45 снова смещается вправо на величину

1/4 .

Дальнейшее движение якоря вправо имеет место при последующем чередовании его магнитных состояний в соот". ветствии с вышеизложенным, Реверс движения якоря осуществляется путем чередования его магнитных состояний в обратном порядке за счет соответствующего алгоритма запитки обмоток управления.

Улучшение тяговых характеристик и частоты приемистости достигается тем, что обмотка 18 управления установлена на центральном стержне Ш-образного сердечника, в результате чего за счет наличия его боковых стержней она оказывается экранированной в магнитном отношении от магнитных потоков рассеяния гг обмотки 17 управления. Пути протекания потоков рас сеяния ф, и гг" обмоток 17 и 18 показаны на фиг.7, из которой следует, что потоки рассеяния каждой из обмоток сцепляются с витками только своей обмотки, Формула изобретения

Линейн1гй шаговый электродвигатель, содержащий ферромагнитный зубчатый элемент с шагом зубцов с. и якорь, состоящий из охватывающего и охваченного двухполюсных сердечников с установленными на них обмотками управления постоянного магнита, расположенного между ярмами сердечников, при" чем на торцовых поверхностях стержней сердечников, обращенных к зубчатому элементу, выполнены группы зубцов с шагом, отличающийся тем, что, с целью улучшения тяговой характеристики и повышения частоты приемистостн, охваченный сердечник выполнен Ш-образного профиля с числом зубцов на боковых стержнях, равным числу зубцов на центральном стержне и равным числу зубцов каждого иэ стержней охватывающего сердечника, а обмотка управления Ш-образного сердечника установлена на его центральном стержне.

1432680

1432680

Ьг

Составитель А,Курбаков

Техред А. Кравчук Корректор Н.Король

Редактор Н.Лазаренко

Тираж 666

ВПИИПИ Государственного:;омитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Заказ 5457/50

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