Многофазный шаговый электродвигатель

Многофазный шаговый электродвигатель

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Использование: в дискретном электроприводе . Сущность изобретения: устройство содержит статор 1 с цилиндрическими обмотками 4 и магнитопроводом 2 с полюсными наконечниками 3 и ротор 8 с зубцами. Между полюсными наконечниками на статоре установлены кольцевые демпферы, состоящие из чередующихся дисков 6 - немагнитных и электропроводных 7 из магнитомягкого материала - и имеющие разную толщину. Демпферы размещены в канавках 10, выполненных на роторе 8 по числу фаз двигателя. При работе двигателя по ротору в осевом направлении проходит переменный магнитный поток, который в зоне демпферов раздваивается: одна часть проходит по ротору, другая - через демпферы . Поток, проходящий через демпферы, наводит в них вихревые токи, которые, взаимодействуя с потоком, создают условия для демпфирования колебания ротора, что и обеспечивает улучшение динамических характеристик двигателя. 1 ил. ю С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 5

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4689398/07 (22) 11.05.89 (46) 30.05,92. Бюл, ¹ 20 (71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт атомного энергетического машиностроения (72) B.Â.ÂîñêîáoéíèêoB, П,П.Усов, Э.Л,Семченко и В.B.Äåëüíoâ (53) 621.313.13-133.13 (088.8) (56) Емельянова И.Я., Воскобойникова В.B., Масленка Б.Н. Основы конструирования исполнительных механизмов управления ядерных реакторов. М.: Энергоатомиздат, 1987, с. 90, рис. 4.7.

Там же, рис. 4.10. (54) МНОГОФАЗНЫЙ ШАГОВЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ (57) Использование: в дискретном электроприводе. Сущность изобретения, устройство содержит статор 1 с цилиндрическими

„„. Ж„„1737655 А1

Ф обмотками 4 и магнитопроводом 2 с полюсными наконечниками 3 и ротор 8 с зубцами.

Между полюсными наконечниками на статоре установлены кольцевые демпферы, состоящие из чередующихся дисков 6— немагнитных и электропроводных 7 из магнитомягкого материала — и имеющие разную толщину. Демпферы размещены в канавках 10, выполненных на роторе 8 по числу фаз двигателя. При работе двигателя по ротору в осевом направлении проходит переменный магнитный поток, который в зоне демпферов раздваивается: одна часть проходит по ротору, другая — через демпферы. Поток, проходящийчерездемпферы, наводит в них вихревые токи, которые, взаимодействуя с потоком, создают условия для демпфирования колебания ротора, что и обеспечивает улучшение динамических характеристик двигателя. 1 ил.

1737655

55

Изобретение относится к шаговым электродвигателям и может быть использовано в электротехнике.

Известен многофазный шаговый электродвигатель, содержащий индуктор с обмотками управления, расположенными на каждом полюсе, полюсный ротор.

Недостатком этого электродвигателя является сложность конструкции и значительная величина шага. отрабатываемого двигателем за один импульс управления, что вызывает значительные колебания ротора при значительной инерционной нагрузке.

Наиболее близким к предлагаемому является многофазный шаговый электродвигатель, содержащий индуктор с цилиндрическими обмотками и магнитопроводом, имеющим полюсные наконечники, и ротор с зубцами.

Однако этот двигатель имеет низкие динамические характеристики из-за колебаний ротора при отработке шага или серии шагов, что снижает предельные частоты, на которых может работать ротор, и приводит к уменьшению его момента при больших частотах управления.

Целью изобретения является улучшение динамических характеристик путем уменьшения колебаний ротора.

Поставленная цель достигается тем, что многофазный шаговый электродвигатель, содержащий статор с цилиндрическими обмотками и магнитопроводом, имеющим полюсные наконечники, и ротор с зубцами, снабжен кольцевыми демпферами, установленными на статоре в осевом направлении между пол юсными наконечниками, демпферы выполнены многослойными с чередованием немагнитных электропроводных колец и колец из магнитомягкого электропроводного материала различной толщины, а ротор выполнен с кольцевыми канавками, в которых размещены демпферы, при этом число демпферов равно числу фаз двигателя.

На чертеже изображен многофазный шаговый электродвигатель . Многофазный шаговый электродвигатель содержит статор (индуктор) 1, состоящий из магнитопроводов 2, число которых равно числу фаз, снабженных полюсными наконечниками 3, на которых выполнены зубцы, обмотки 4 управления, установленные на каждом магнитопроводе электродвигателя и имеющие цилиндрическую форму. Между полюсными наконечниками 3 установлены кольцевые немагнитные проставки 5, на которых смонтированы демпферы, состоящие из чередующихся дисков, часть которых (диски 6) 5

40 выполнены из немагнитного электропроводного материала, а другая часть — диски 7 — выполнены из магнитомягкого электропроводного материала. Указанные диски установлены на кольцевых немагнитных проставках 5. Ротор электродвигателя 8, выполненный из магнитомягкого электропроводного материала, например из электротехнической стали, смонтирован в подшипниках 9 и имеет такое же зубцовое деление, как и полюсные наконечники статора. На роторе выполнены кольцевые канавки 10, в которых размещаются диски 6 и

7 демпферов. Число канавок соответствует числу фаз, Многофазный шаговый электродвигатель работает следующим образом, На обмотки 4 управления фаз двигателя от блока управления подаются импульсы тока. Например, для четырехфазного электродвигателя управляющие импульсы подаются в следующей последовательности: I— - !!, II — !!!, !!! — И, IV — I или в обратной последовательности при вращении ротора в обратном направлении, Цифрами — IV обозначены фазы двигателя, расположенные в осевом направлении. При этом в соответствующих фазах возбуждается магнитный поток, который проходит по магнитопроводу индуктора, полюсные наконечники, зубчатый ротор и замыкается через демпфер.

Вращающийся магнитный поток, пересекая подвижный демпфер, вызывает возникновение в магнитомягком и немагнитном электроприводных материалах дисков вихревые токи, которые создают тормозной момент, достаточной для демпфирования колебаний ротора, Выполнение демпфера целиком из немагнитного электропроводного материала, например серебера, меди, алюминия и других, значительно увеличивает паразитный зазор и приводит к уменьшению магнитного потока, а следовательно, и магнитодвижущейся силы и момента двигателя. Выполнение демпфера целиком из магнитомягкого электропроводного материала, например электротехнической стали, резко сокращает паразитный зазор, Однако из-за низкого значения удельной электропроводности таких материалов величина наводимых вихревых токов резко уменьшается, Глубина проникновения вихревых токов, зависящая от частоты коммутации шагового двигателя, для таких материалов является относительно небольшой, что также снижает демпфирующий момент на роторе. В связи с этим целесообразно систему демпфера выполнить из чередующихся слоев магнитомягкогО и немагнитного электроприводных

1737655 чаемых, так и за счет отключаемых фаз двигателя, 25

35

45

Составитель В. Воскобойников

Техред М.Моргентал Корректор М.Максимишинец

Редактор Е.Конча

Заказ 1903 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 материалов. При этом с одной стороны уменьшить паразитный зазор, образуемый за счет немагнитного электропроводного материала, а с другой стороны наиболее эффективно использовать как магнитомягкий, так и немагнитный материал для создания вихревых токов.

На эффективность работы демпферов оказывает влияние то, что не весь поток, а только часть его проходит через демпферы, так как путь потока зашунтирован телом ротора. Проведенные исследования показали, что несмотря на шунтирование основная часть потока пойдет через демпферы, что обеспечивает высокую эффективность демпферов.

Использование изобретения позволяет значительно улучшить динамические характеристики шагового двигателя. При этом демпферы должны быть установлены на каждой фазе, что обеспечивает демпфирование колебаний ротора, как за счет вклюФормула изобретения

5 Многофазный шаговый электродвигатель, содержащий статор с цилиндрическими обмотками и магнитопроводом, имеющим полюсные наконечники и ротор с зубцами, отличающийся тем, что, с

10 целью улучшения динамических характеристик путем уменьшения колебаний ротора, двигатель снабжен кольцевыми демпферами, установленными на статоре в осевом направлении между полюсными наконечни15 ками, демпферы выполнены многослойными в осевом направлении с чередованием немагнитных электропроводных колец и колец из магнитомягкого электропроводного материала различной толщины, а ротор вы20 полнен с кольцевыми канавками, в которых размещены демпферы, при этом число демпферов равно числу фаз двигателя,