Двухкоординатный шаговый электродвигатель

Двухкоординатный шаговый электродвигатель

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О П

Союз Советских

Социалистических

Республик (13) 57 76 16

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к ввт. свий-ву

{зй) Заявлено 090975 (21) 2173026/07 с нрисоедннением заявки И— (И) Приоритет— (43) Опубликовано25.1077. Бюллетень ¹ 39 (5Ц М. Кл.

Н 02 К 37/00

ГеЦМР4т44ан3 иавзт4т

6444те М4444т444 МВР

91 Д444В 44И 1т4444

4 4тирктай (63} УДК 621. 313. 13 (088. 8) (45) Дата опубликования описания 2211.77 (72) Авторы Б.A.Èâîáoòeíêo, B.E.Ëóöåíêî, В.П.Рубцов,B.И.Аксенов, ИЗОбрЕтвикя Э.С;Гониашвили, А.A.Булаев, О.Ф.Суббота и l0.А.Максименко

Pl) Заявитель (54) ДВУХКООРДИНАТНЫЙ ШАГОВЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ

Изобретение относится к области электрических машин, в частности к шаговым электродвигателям с плоским якорем, и может быть использовано в позиционных устройствах, требующих перемещения подвижного элемента по двум координатам в плоскости.

Известны двухкоординатные шаговые электродвигатели.

Одна из известных конструкций двухкоординатного шагового двигателя содержит плоский безобмоточный зубчатый якорь и индуктор с зубчатыми полюсами (1).

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является двухкоординатный шаговьФ электродвигатель, содержащий плоский беэобмоточный зубчатый якорь и индуктор с охваченными обмотками управления зуб" чатыми полюсами, попарно связанными между собой постоянными магнитами (2).

Расположение обмоток управления в известных двигателях на крайних сердечниках полюсов не позволяет уменьшить габариты-индукторов, что приводит к появлению паразитных вращающих моментов, влияющих на точностные показатели двигателя. Совместная компановка обеих координат в двухкоординатном индукторе является трудоемкн41 процессом и требует введения дополнительных крепежных элементов, что снижает быстродействие.

5 Целью изобретения являет я повыше ние быстродействия и точности обработки перемещения по любой траектории а

10 Это достигается тем, что каждая пара включает в себя полюса с взаимно перпендикулярным направлением зубцов, а также тем, что каждый из полюсов выполнен Ш-образным с расположением

15 обмоток управления на среднем стерж не со сдвигом зубцов крайних стержней относительно зубцов среднего стержня на половину зубцового деления. Кроме того, магнит, связывающий цару полюсов, выполнен из двух частей, каждая. из которых с одной стороны примыкает к полюсу, а с другой — к общему для всех полюсов -.рму.

На фиг.1 изображен paspes модуля индуктора в вертикальной плоскости) на фиг. 2 — вид со стороны воздушного зазора на индуктор, образованный двумя модулями; на фиг.3 - вид со стороны воздушного зазора на индук80 тор, образованный восемью модулями.

577616

Двухкоординатный шаговый электродвигатель содержит ферромагнитный беэобмоточный плоский якорь 1 с взаимно перпендикулярными пазами 2, ориентированными вдоль координат Х и У и образующими в плане матрицу квадратных зубцов 3 (см.фиг.l), Над якорем 1 расположены Ш-образные зубчатые полюса 4 и 5, на средних стержнях 6 и 7 ко торых размещены обмотки управления

8 и 9. Зубцы 10 Ш-образного зубчатого полюса 4 направлены вдоль координаты

У и перпендикулярны,зубцам 11 Ш-образного зубчатого полюса 5, направленным ,вдоль координаты X. Ширина зубцов 10 и 11 Ш-образных зубчатых полюсон 4 и

5 и зубцов 3 ферромагнитного беэобмоточного плоского якоря 1 одинакова и равна

Зубцы 10 на крайних стержнях 12 Шобразного зубчатого полюса 4 смещены относительно зубцов 10 на среднем стержне 6 на 1/2 Г . Зубцы ll на крайних стержнях 13 Ш-образного зубчатого полюса 5 смещены относительно зубцов

11 на среднем стержне 7 тоже на 1/2

T (см.фиг.2) .

Ш-образные зубчатые полюса 4 и 5 с обмотками управления 8 и 9 и с взаимно перпендикулярными зубцами 10 и

ll, охваченные общим постоянным маг- З0 нитом 14 представляют собой модуль (см.фиг.l) .

Постоянный магнит 14 выполнен иэ двух частей, расположенных на И-образ« ных зубчатых полюсах 4 и 5 и объеди- 35 ненных общим ярмом (на чертеже не показано).

Элементарный днухкоординатный шаго" вый электродвигатель (см.фиг.2) включает два модуля 15 и 16, размещенные 40 в одной плоскости над ферромагнитным беэобмоточным плоским якорем, причем оэубцы 10 и 11 модуля 15 сдвинуты по координатам Х и У относительно зубцов

10 и 11 модуля 16 на 1/4 Г. Если по- 45 стоянный магнит 14 выполнен иэ двух частей, расположенных на (L -образных зубчатых полюсах 4 и 5, то все Ш-образные зубчатые полюсы 4 и 5 индуктора объединены общим магнитопронодом. gy

Такой двухкоординатный шагоный электродвигатель является четырехэвенным.

Восьмифазный двухкоординатный шагоный электродвигатель (см.фиг.3) включает модули 15,16,17,18,19,20,21 и 22, 5@ размещенные в плоскости под ферромагнитным безобмоточным плоским якорем беэ сдвига относительно друг друга.

Модули 15,16,21 и 22 и модули 17,18, 19 и 20 объединены в две группы. Зуб- Е цы 10 и 11 группы модулей 15,16,21 и

22 сдвинуты относительно соответстнующих зубцов 10 и 11 группы модулей 17, 18, 19, и 20 на 1/8 Т, Днухкоординатный шаговый электродвигатель работает следующим образом.

Для относительного перемещения якоря

1 и индуктора вдоль координат Х и У возбуждают в определенной последовательности фазы обмоток управления 8 и

9. Поток возбуждения, создаваемый постоянным магнитом 14, проходит по всем стержням Ш-образного зубчатого полюса

4 модуля 15. ПРи возбУждении одной фазы обмотки управления 8 создаваемый ею поток управления в среднем стержне 6 вычитывается иэ потока возбуждения и складывается в крайних стержнях 12, фиксируя зубцы 10 крайних стержней 12 относительно зубцов 3 якоря 1. При возбуждении другой фазы обмотки управления 8, создаваемый ею поток управления складывается с потоком возбуждения в среднем стержне

6 и вычитается н крайних стержнях 12, фиксируя зубцы 10 среднего стержня 6 относительно зубцов 3 якоря 1 °

Ш-образный зубчатый полюс 4 с обмотками управления 8 модуля 16 работает так же как и Ш-образный полюс 4 с обмотками управления 8 модуля 15„

Последовательное возбуждение первой фазы обмотки управления 8 модуля 15, первой фазы обмотки управления 8 модуля 16, затем нторой фазы обмотки управления 8 модуля 15 и второй фазы обмотки управления 8 модуля 16 создает тяговое усилие вдоль координаты Х.

Тяговое усилие вдоль координаты Y создает последовательное возбуждение фа обмоток управления 9 модулей 15 и 16.

Реверсирование движения электродвига" теля обеспечивается изменением поряд" ка возбуждения фаз обмоток управления

8 и 9 модулей .15 и 16.

Управление носьмифаэным двухкоординатным двигателем производят по вось" митактной схеме с поочерденой коммутацией фаэ в каждой группе.

В предлагаемой конструкции двухкоординатного шагового электродвигателя обеспечивается независимость суммарного потока возбуждения, проходящего через постоянный магнит, от потока управления, что позволяет объединйть в одном модуле магнитные систе" мы, принадлежащие разным координатам и имеющие взаимно перпендикулярные зубцы. Такой модуль не развивает пускового усилия, поскольку в нем объединены две однофазные машины. При построении двигателей иэ предлагаемых модулей можно максимально уменьшить габариты индуктора, что повышает его быстродействие и точность отработки перемещения.

Формула изобретения

1 ° Двухкоординатный шагоный электроднигатель, содержащий плоский безобмоточный зубчатый якорь и индуктор с ох577616

14 8 В

Фиг.1

16

Ôèã. 8 ваченными обмотиами управления зубчатыми полюсами, попарно связанными между собой постоянными магнитами, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения быстродействия и точности, каждая я пара включает в себя полюсы с взаимно перпендикулярным направлением зубцов.

2.Двигатель по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью увеличения удельного усилия, каждый иэ полюсов выполнен Ш-образным с расположением обмоток управления на среднем стержне и со сдвигом зубцов крайних стержней относительно зубцов средне15 го стержня на половину эубцового деления.

З.Двигатель по и ° 1, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью упрощения, магнит, связывающий пару полюсов, вы» полнен из двух частей, каждая иэ которых с одной стороны примыкает к по люсу, а с другой — к общему для всех полюсов ярму.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Патент США М 3.668.443, кл.31012,1968 г.

2.Патент США 9 3.776.578, кл.34629 1966 г.

577616 фие. 3 —.х

Составитель Н.Сухоярская

Техред А;.Богдан Корректор Е.Папп

Редактор Н.Хлудова

Филиал ППП Патент, r.Óæãîðoä, ул. Проектная, 4

Заказ 4195/41 Тираж 917 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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