Электрический шаговый двигатель

Электрический шаговый двигатель

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

/Я.j !, ОПИСАНИЕ l55558

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Со1оа Соеетски»

Социалистически»

Респ»блик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зависимое от авт. свидетельства ¹

Заявлено 29.111.1962 (№ 771660/24-7) с присоединением заявки ¹

Приоритет

МПК Н 02k

Н 021.

УДК 621 313 1/ 8 (088.8) Комитет по делам иаобретеиий и OTKpblTHl при Сосете Мииистрое

СССР

Опубликовано 22Х11.1968. Бюллетень № 23

Дата опубликования описания 26.XI.1968

Авторы изобретения

Г. И. Штурман и Н. Н. Левин

Заявитель

ЭЛ ЕКТР И Ч ЕСКИ 14 ША ГО ВЬ1Й ДВИГАТЕЛЬ

, = r„(rkr, — ) 10

Известны электрические шаговые двигатели с ротором и статором зубчатой конструкции и магнитопроводом, выполненным по типу магнитопровода разноименно-полюсной двухфазной индукторной машины с обмоткой двойного шага.

Особенность предлагаемого двигателя заключается в том, что обмотка возбуждения ротора расположена на статоре и величина ее полюсного деления больше величины полюсного деления обмотки возбуждения.

Такая конструкция двигателя позволяет уменьшить величину шага и снизить мощность управления.

На чертеже представлена развертка конструктивной схемы п редлагаемого шагового двигателя.

Двигатель состоит из зубчатых статора 1 и ротора 2, набранных из листов электротехнической стали. Зубцы ротора расположены по окружности равномерно с шагом t, Обмотки управления А — Х,  — У и возбуждения r — r (активизирующая ротор), размещенные в больших пазах статора, представляют собой катушки, охватывающие по два полуполюса. Общее число полуполюсов статора ровно шестнадцати (1 — 16), причем на каждом из них расположено несколько зубцов (а=2, 3, 4...) с шагом в пределах полуполюса, равным шагу по зубцам ротора. Шаг по зубцам статора смежных полуполюсов, охватываем1>1х 1<3T31Iili31III обмото1 . 1 Ilp3I3ления, р3Вен

t„=/-- К +— а по зубцам, статора смежных полуполюсов, охватываемых катуlllêàìil обмотки возбуждения, Здесь К> и К вЂ” целые числа, которые выбирают так, 11обы сечения пазов статора сооТветствовали размерам обмоток.

Общее число зубцов ротора определяется равенством

z, = 8 (К,: + 8(к, — ) + 16 1а — 1), 20 а число зубцов статора Z.=16 а. Так, например, для конструкции, изображенной на чертеже, при К1 — — К =1, а=3 и знаке «+»:

t. =1,5„; t, = 1,25„; z,. =48; z, =54.

25 Момент, приложенный к ротору двигателя, имеет впд:

Л = rnz,I, (1А sin х + 1в sin (. — 90)), где 11, 1д, 1, — токи в соответствующих об30 мотках А — Х,  — У и r — г;

155558 а — угол поворота ротора в электрических градусах; т — максимальное значение коэффициента индуктивности между обмотками возбуждения и управления.

При IА =Is = 1:

М = )/2mz, I,I sin.(a — 45).

Изменяя направления токов в обмотках управления, можно получить: при 1л = 1 и 1в — 1:Л=— — )г 2mz, 1, sin(а+45); при 1л — — 1 и 1в — — 1:М =— — +2mz, 1, 1 sin (а+135);

1IpH 1л = — 1 и 1в — 1:Л=

= )/2тг, I, I sin(c.+ 225).

Таким образом, коммутируя в определенной последовательности обмотки управления, можно получить прерывистое вращение ротоgpo ра с шагом . Нетрудно установить, что

+r коммутации токов по программе

1 2 3 4 1

А =Х(1 ) 1 +-1 — 1 — 1 1

1 — 1 — 1 1 1

В =? (1В) соответствует левое вращение, а по программе

1 2 3 4 1

1 — 1 — 1 1 1

1 1 — 1 — 1 1

В= Y(IB) — правое вращение, Принцип действия предлагаемого шагового двигателя состоит в том, что под действием электромагнитных сил ротор стремится занять такое положение, которое обеспечивало бы максимальное взаимное потокосцепление обмоток возбуждения и управления. Число таких положений равно четырем. Однако его можно увеличить до восьми, если в программу управления двигателем включить положения, соответствующие нулевым токам в обмотках управления. Так, например, правое вращение ротора может быть обеспечено следующей программой коммутации тока в обмотках:

1 2 3 4 5 6 7 8 1

1 1 0 — 1 — 1 — 0 0 1 1

А = Х(1л)

0 1 1 1 0 — 1 — 1 — 1 0

В= Y(1)

Единственным недостатком такой програм15 мы коммутации является уменьшение в / 2 раз максимального момента, развиваемого двигателем при отсутствии тока в одной из обмоток управления. Что касается числа шагов на один оборот, то в этом случае для

20 конструкции, представленной на чертеже, оно будет равно 432. Однако даже для рассматриваемого двигателя при диаметре Д=70 мл приведенное число зубцов на полуполюсе, а следовательно, число зубцов ротора не яв25 ляется предельным.

Двигатель потребляет наименьшую мощность из сети в том случае, когда она поровну распределяется между цепями возбуждения и у правления. Однако, ток в обмотке

30 возбуждения можно увеличить, например, в 1 2 раз, уменьшив во столько же раз токи в обмотках управления. При этом максимальный момент не изменяется, общая же потребляемая мощность при уменьшении мощности управления в 2 раза увеличивается всего на

25%.

Если сечение пазов для обмоток возбуждения сделать больше, чем для обмоток управления, это позволит дополнительно уменьшить мощность управления. Такое уменьшение мощности целесообразно для силовых шаговых двигателей при использовании схем коммутации на кристаллических или полупроводниковых триодах.

Предмет изобретения

Электрический шаговый двигатель с ротором и статором зубчатой конструкции и магнитопроводом, выполненным по типу магнитопровода разноименно-полюсной двухфазной индукторной машины с обмоткой двойного шага, отличающийся тем, что, с целью уменьшения величины шага и снижения мощности управления, обмотка возбуждения ротора расположена на статоре, причем величина полюсного деления обмотки управления больше величины полюсного деления обмотки возбуждения.

Рсдактор Б. Федотов Техред Т. П. Курилко Корректор И. Л. Кириллова

Заказ 3625/1 Тирах< 530 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Центр, пр. Серова, д. 4

Типогр афия, и р. Сапунов а, 2