Линейный шаговый электродвигатель

Линейный шаговый электродвигатель

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах автоматизированного электропривода, в робототехнике, гибких автоматических производствах. Целью является упрощение конструкции, повышение КПД путем повышения стабильности тяговых характеристик во всей рабочей зоне. Устройство содержит безобмоточный индуктор 1 из магнитомягкого материала с системой зубцов 2 и подвижный якорь, включающий координатные модули 3, соединенные упругим шарниром 4, создающим их жесткую связь в плоскостях, параллельных поверхности индуктора и возможность взаимного поворота модулей 3 в плоскости, перпендикулярной рабочей поверхности индуктора 1. Шарнир 4 исключает неравномерность рабочего зазора, сохраняя жесткую связь в плоскостях, параллельных поверхности индуктора 1. 6 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (н)5 Н 02 К 41/03

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

Вйб0

1 ю Т Я Т

Е ЯБ.<1И

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4455041/07 (22) 06.07.88 (46) 07.08.91, Бюл. М 29 (71) Московский энергетический институт (72) Б.А.Ивоботенко, В.Е.Луценко. Е.И.Белявский, Ю,Н,Пауков, Ю.И.Прудникова, Д.P.Êóõàëàøâèëè и Л.А,Гаврилова (53) 621.313.13(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 1581179, кл, Н 02 К 41/03, 1987, (54) ЛИНЕЙНЫЙ ШАГОВЫЙ ЭЛЕКТРОД В ИГАТ ЕЛ Ь (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах автоматизированного электропривода, в робототехнике, гибких автоматических npoil

„„59„„1669061 А1 изводствах. Целью является упрощение конструкции, повышение КПД путем повышения стабильности тяговых характеристик во всей рабочей зоне. Электродвигатель содержит беэобмоточный индуктор 1 из магнитно-мягкого материала с системой зубцов

2 и подвижный якорь, включающий координатные модули 3, соединенные упругим шарниром 4. создающим их жесткую связь в плоскостях, параллельных поверхности индуктора и возможность взаимного поворота модулей 3 в плоскости, перпендикулярной рабочей поверхности индуктора 1.

Шарнир 4 исключает неравномерность рабочего зазора, сохраняя жесткую связь в плоскостях, параллельных поверхности индукто ра 1, 6 ил.

1669061

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах автоматизированного электропривода, в робототехнике, гибких автоматизированныхх производствах.

Целью является упрощение конструкции и повышение КПД путем повышения стабильности тяговых характеристик во всей рабочей зоне.

На фиг,1 изображен шаговый электродвигатель (ШД) поступательного перемещения (однокоординатный вариант), общий вид; на фиг.2 — рабочая поверхность якоря

ШД, общий вид; на фиг.3 — электромагниты якоря; на фиг.4 — шаговый электродвигатель поступательного перемещения (двухкоординатный вариант). общий вид; на фиг.5— рабочая поверхность якоря двухкоординатного ШД, общий вид; на фиг.6 — зависимость силы притяжения F1 якоря к индуктору и силы отталкивания F2 воздушной опоры от величины зазора д

Электродвигатель содержит безобмоточный индуктор 1 из магнитно-мягкого материала, на рабочую поверхность которого нанесена система зубцов 2, и подвижный якорь, включаюьций координатные модули

3, соединенные упругим шарниром 4, например мембраной. Каждый координатный модуль содержит группы зубчатых электромагнитов 5 с фазными обмотками 6 управ.ления, жестко закрепленные в отдельных корпусах 7, Упругий шарнир 4 создает жесткую связь координатных модулей 3 в плоскостях, параллельных поверхности индуктора 1, и создает возможность взаимного поворота модулей 3 в плоскости, перпендикулярной рабочей поверхности индуктора 1.

Каждый координатный модуль 3 может содержать группы зубчатых электромагнитов 5 (фиг.3). Группы электромагнитов каждого координатного модуля укреплены в отдельных корпусах 8 этого модуля.

Двигатель (фиг.1 и 4) работает следующим образом.

При подаче управляющих сигналов в виде последовательности управляющих импульсов тока lg определенной частоты, например

j ((1)

i(Y1 = g >k(!) е

k=1 где у = Лу . 1(t) — ступенчатая функция времени t, представляющая собой программный электрический угол;

m — число фаз, подвижные якори осуществляют программное перемещение, При этом электродвига5

2G

40 тель развивает тяговое электромагнитное усиление

2л Фв - Фв z где rz — полюсное (зубцовое) деление;

h, 1р — ПЕРЕМЕННаЯ И ПОСтОЯННаЯ СОставляющие магнитной проводимости рабочего зазора;

Фв, Ф в — магнитные потоки возбужденного и невозбужденного полюсов соответственно.

ВЕЛИЧИНЫ Ф, Ф в, А1. Мр СУЩЕСТВЕННО зависят от величины воздушного зазора и находятся в нелинейной зависимости от него, Так, например, при увеличении зазора д, на 20-25 тяговое усилие F уменьшается на 25-35 $, что приводит к соответствующему снижению программных ускорений.

Предлагаемая конструкция позволяет каждому координатному модулю 3 адаптироваться к изменениям поверхности индуктора. Механизм адаптации заключается в следующем. 3а счет взаимодействия сил отталкивания Fz (фиг.б), создаваемых воздушной опорой, и сил F1 (фиг,6) притяжения, создаваемых потоками электромагнитов координатного модуля, между каждым модулем 3 и индукторов 1 устанавливается стабилизированный воздушный зазор др так как при увеличении зазора сила притяжения F1 возвращает модуль в равновесное положение др, а при уменьшении зазора сила отталкивания F2 возвращает модуль в положение др, При резком изменении неплоскостности поверхности индуктора или при отклонении угла между плоскостями индуктора упругие шарниры 4, создающие возможность взаимного поворота модулей в плоскостях, перпендикулярных поверхности индуктора и рассчитанные соответствующим образом, позволяют модул м 3 отслеживать эти изменения, сохраняя неизменным величину зазора др, В то же время, имея максимальную жесткую связь в плоскостях, параллельных поверхности индуктора, модули сохраняют стабильность своих характеристик, а следовательно, и стабильные рабочие свойства электродвигателя.

Таким образом, предлагаемая конструкция якоря исключает неравномерность зазора д и, следовательно, такой двигатель имеет стабильные тяговые характеристики, что позволяет обеспечивать заданные характеристики с меньшим энергопотреблением.

1669061

Формула изобретения

Линейный шаговый электродвигатель, содержащий индуктор иэ магнитно-мягкого материала с системой зубцов на поверхности и подвижный якорь с системой электромагнитов с зубчатыми полюсами, жестко соединенных в координатные модули, причем координатные модули соединены между собой шарниром, отличающийся тем, что, с целью упрощениг; конструхции и повышения КПД путем повышения с-;абильности тяговых характеристик во всей рабо5 чей зоне, шарнир выполнен в виде упругой пластины, обеспечивающей взаимный поворот координатных модулей в плоско--:ях. перпендикулярных поверхности индуктора.

1669061

1669061

Fo

Составитель Л.Шакина

Редактор И.Горная Техред М.Моргентал Корректор М.Максимишинец

Заказ 2659 Тираж 325 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при "KH. СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, улл агарина, 10