Однофазный реверсивный шаговый двигатель

Однофазный реверсивный шаговый двигатель

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ изовеитиния

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (») 527806 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено30.11.73 (21) K 1972650/07 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 05.09.76,Бюллетень ¹ 33 (45) Дата опубликования описания24.05.77 (я) м. к,:

Н 02 К 37/00

Государственный комитет

Совета Министров СССР оо делам изобретений н открытий (53) УДК 621.313.13 (088,8) (72) Авторы изобретения

Е. Ф. Кулевская, В. А, Денисов, А. И. Захаров, 3. Д, Новаковская и Б. А. Ивоботенко (71) Заявитель (54.) ОДНОФАЗНЫЙ РЕВЕРСИВНЫЙ ШАГОВЫЙ ДВИГАТЕЛЬ

Изобретение относится к области электромашиностроения, в частности к шаговым однофазным электродвигателям, которые применяются в системах автоматики и в различных приборах, например в приборах времени, Известны шаговые однофазные двигатели с зубчатым пассивным ротором и статором, содержащим кольцевую катушку управления, постоянный магнит и зубчатые венцы (1J . Однако такие двигатели имеют однаправленное вращение и в процессе эксплуатации не способны ревэрсироваться.

Известен также однофазный реверсивный двигатель, содержащий зубчатый пассивный ротор и статор с аксиально размещенными в нем катушкой управления,расположенной между двумя зубчатыми венцами, имеющими шаг, совпадающий с шагом зубцов на роторе, катушкой возбуждения, расположенной между двумя зубчатыми венцами, имеющими шаг по зубцам вдвое меньше основного, и постоянным магнитом E2j. Для осуществления реверса ротора такого двигателя необходимо изменять полярность включения обмотки возбуждения, которая все время должна быть подключена к сети постоянного тока. Конструкция такого двигателя не позволяет отключать от источника питания катушку возбуждения, так как в противном случае пусковой момент двигателя становится равным нулю, и двигатель теряет работоспособность.

Постоянное протекание тока по обмотке возбуждения приводит к снижению энергетических показателей.

11ель изобретения — повысить к. и. д. двигателя.

Это достигается тем, что в двигателе

15 дополнительно установлены два зубчатых венца с шагом, равным основному, и два зубчатых венца с шагом, вдвое меньшим основного, расположенные симметрично в аксиальном направлении по обе стороны

20 постоянного магнита, причем зубцы дополнительных венцов с меньшим шагом сдвинуты по часовой стрелке на — основного

8 шага относительно зубцов дополнительных венцов с основным шагом, которые, в свою

25 очередь, сдвинуты относительно зубцов на

5» »»».1»,» веттца три ткаюшт... . """ ., у. p ч ния, на половину Основ. =-. o зубцового шага и относительно зубпс-;:т -.:От:т .-"::., примы;аА ющих к катути"". =: "Оз .,» ??деr.ия,:-: а я Ос ИОВ ного шага про-ив часо Ой стрелки.

На чертеже показан однофазный реверсив ный шаговый двигатель.

Двигатель содержит зубчатый пассивный роТор 1 и статор 2 с аксиально pGGMeilleHными в нем ка.-,тттткой УНРавлениЯ 3, PBODoложенной межд.; дву;".ч зубчатымп венцами

4. имеютцтимт О .НО ной итаг iio зубцам равный шагУ зУбттов:= РО-.ОРе, Зт:Оцы на венцах 4 не имеют уг.-от ого сдвига один от1О носитепьно другого. 15 т»а другом конце с-атора 2 —.азлтентена .этуш;а Озбуждения 5 распс,—,оженнач между дву»лтя зубчаты:,ттт Ве (щами 6, имеющими та а i О 3 т ОИНМ В Е ОЕ . ЕНЬШЕ ОС» ОР НОГО Ша га...; ц;-.— -"нцо 6 =О же не имеют Углово- то

О СДВИт О,".,ИН От».. ИГЕЛЬНО ДРУГОГО, Между электрол агнитными системами

7 и 8, включающими соответственно катушкти управления 3 и возбуждения 5 с их венцами 4 и 6 установлена электромагнитная систе:та 9, вкжочающая кольцевой постоянный магнит 10, намагниченный в осевом направлении, симметрично прилегающие к нему с двух сторон два зубчатых верша 11 с шагом по зубцам, равным ос- zp новному шагу, и два зубчатых венца 12 с шагом по зубцам, вдвое меньшим основноГО, Зубцы венцов 11 сдвинуты по часовой стрелке относительно зубцов на венцах 12 3s на 8 зубцового деления основного шага.

В свою очередь, зубцы венцов 12 сдвинуты относительно зубцов на венцах 4 на угол, равный половине основного зубцового шага. Кроме того, зубцы венцов 6 сдвину- 4о ты относительно зубцов на венцах 12 на

1 зубцового деления основного шага против часовой стрелки.

В связи с тем, что описываемый двигатель по принципу образования результирующего мо- 4> мента относится к гармоническим двигателям, результирующая угловая характеристика момента является суммой гармоник, амплитуды и фазовые сдвиги которых зависят от кратности и взаимного расположения зубцов электромагнитных систем 7, 8, 9.

Двигатель работает следующим образом.

При отсутствии напряжения на катушках 3, 5 электромагнитная. система 9 создает на роторе постоянно действующий момент, урав- 55 нс:вешивающий момент нагрузки и фиксирующий ротор в определенном положении. При подаче импульса тока в катушку управления в электромагнитной системе 7 за счет момента, возникающего из-за сдвига зубцов gp рс-.:.=.- --- сс .-..: .:о тбцов на венцах 4 и

ВОЗНИКатоштЕГО .".РИ ЭТОМ МаГНИтНОГО ПотОКа, происходит поворот ротора вперед на угол, соответствующий половине основного шага, После отключения катушки 3 на ротор, находящийся в смещенном от исходного положения, будет действовать момент в направлении вперед, обусловленный моментом электромагнитной системы 9, под действием которого ротор переместится в том же направлении еще на полшага.

Таким образом, за время протекания така в катушке 3 и время паузы ротор отработает шаг, равный одному основному зубцовому делению.

Для осуществления реверса и обеспечения движения ротора в обратном направлении (назад ) необходимо подключить катушку возбуждения 5 к источнику постоянного тока. Это приводит к возникновению дополнительного момента от электромагнитной системы 8, за счет которого исходное состояние ротора сместится, и при подаче импульса тока в катушку 3 на ротор будет действовать момент в обратном направлении, под дейст— вием которого ротор повернется на угол, соответствующий половине основного шага, в направлении назад, а во время паузы Он отработает еще полшага за счет момента системы 9, деиствующего в этом же направлении.

Таким образом, B описываемом двигателе при вращении его в одном из направлений (в рассмотренном случае вперед) обмотка воздуждения не по=ребляет энергии„

НТо повышает к. и. д. двигателя.

Формула изобретения

Однофазный реверсивный шаговый двигатель, содержащий зубчатый пассивный ротор и статор с аксиально размещенными в нем катушкой управления, расположенной между двумя зубчатыми венцами, имеющими шаг, совпадающий с шагом зубцов на роторе, катушкой возбуждения, расположенной между двумя зубчатыми венцами, имеющими шаг по зубцамвдвое меньше основного, и постоянным магнитом, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения к. и. д. двиГателя, дополнительно установлены два зубчатых венца с шагом, равным основному, и два зубчатых венца с шагом, вдвое меньшим основного, расположенные симметрично в аксиальном направлении по обе стороны постоянного магнита, причем зубцы дополнительных венцов с меньшим шагом сдвинуты.по часовой стрелке на1/8 основного шага относительно зубцов дополнительных венцов с основным шагом. которые, в свою очередь, сдвинуты относительно зубцов на венцах, примыкающих к катушкам управления, на половину основного =зубцового шага и относительно зубцов на венцах, примыкающих к катушке возбуждения, — на1/8 основного шага против часовой стрелки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Дискретный электропривод с шаговыми двигателями, под ред. M. Г. Чиликина, Энергия, Москва 1971 r.

2. Авт. св. СССР Л 413583 М.Кл.

Н 02 К 37/00 (прототип) .

Составитель 3. Гарник

Редактор В. Фельдман Техред М. Левицкая Корректор А. Власенко

Заказ 715/46 Тираж 882 Подпис ное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4