Коммутатор для шагового электродвигателя

Коммутатор для шагового электродвигателя

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

_#_. 81278

Нласс 21с, 46о!

21d, 17

74с, 3

СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ4Е . В. Гаврилов

ИОЫМУТАТОР ДЛЯ ШАГОВОГО ЭЛЕНТ

Заявлено 1 апреля 1948 r. за ¹ 379478 в Комитет по изобретениям и открытиям при Совете Министров СССР

Опубликовано в «Бюллетене изобретений.> № 4 за 1950 r.

Изобретение касается коммутаторов для шагового электродвигателя с безобмоточным железным якорем.

Прерыватели, применяемые для коммутации шаговых электродвигателей, имеют существенные недостатки.

1, контакты прерывателей подвержены вибрациям, что приводит к ускоренному износу и ooropazIIIO, уменьшает к..п.g. двигателя, снижает скорость и вра!цающий мя!ент. Виорация контактов прерывателя осооенно вредна в быстроходных двигателях (о000 об а!!гн. и выше).

2. Регулировка контакто весьма затруднена. Временные парве!етры прерывателя очень сильно зависят от контактного давления, а также от формы и износа, в ех деталей прерывателя (кулачков шайоы, самих гонтактов, контактных Ilp)жин и их лапок). Величина перекрытия опреде.ляется главным образом сочетанием допусков и для различных двигателей различна.

Предлагаемый кммутатор выполняется по типу цилиндрического пли уискового колл ктора со щетками и своооден от указанных г "достатков. Отличительной осооенностью коммутатора является наличие в нем контактных пластин в количестве, равном числу полюсов якоря, и трех щеток, из которых средняя чвляется токоподводятцей, а крайние приключены к разным обмоткам статора и поочередно подключаются к средней щетке, благодаря чему цепи коммутации проходят через две последовательно включенные щетки.

В видоизмененной! конструкции коммутатор выполняется неподвижным, а щетки вращающимися. Пластины коммутатора разделены на две группы, одна из которых служ гг для подвода ток". а другая pëI! коммутацгги обмоток статора двигателя.

На фпг. 1 изображен предлагаемый коммутаTup; на фиг. 2 — его элекгрпч— сная схема включения; на фиг. 3 — 7 показаны разл,!ч ые модификации подобного коз!!!утатора; на фиг. 8 — 12— разтичные 1!одифпкацггп кот!мутатора BI!доизмененноп конструкции.

На фпг. 1 схематически представлена конструкция кол!!!утатора с неподвижными угольными пласгинамп-щетками (0,1 и

2). Колле!!тор состоит пз двух медных полуцит!гндрпческих пластин-щеток (3) и (4), охватыва!ощпх изоляционную втулку (5), насаженну!о на вал (G) двигателя.

Угольные щетки ооычной копструкцп!! прижимаются к цилиндрической поверхности такого коллектора. Щетки смещены одна относительно другой на 90 . Прн вращении вала двигателя вместе с к.оллектором щетка (О) на пвотяженпп RKдой четверти ouopoòà попеременно соединяется через соответстгующуго половину коллектора с пластинами-и!еткамп (1) II (2), чем обеспечивает требуемый процесс коммутации обмоток статора двигателя.

Эй 81278

Схема подключения такого коммутатор а к обмоткам (И1) и (М2) шагового двигателя, представленная на фпг. 2, не требует пояснений.

Все три щеткодержателя коммутатора должны быть укреплены на общем основании, могущем поьорачпваться в некоторых пределах вокруг оси двигателя.

Зтим обеспечивается регулировка фазы установки щеток. Вторым регутировючньи параметром коммутатора является установление требуемого давления щеток на коллектор. Оно производится индивидуально для каждой щетки, в зависимости ог конструкции щеткодержателя.

Вместо угольных щеток могут быть использогапы металлические. Такой коммутатор представлен на фпг. 3. Щетки (контактные пру кнны) выполняются Н3 листовой бронзы с массивнымп контактами, например, из твердого сплава серебра, или с шариковыми контактами. Контактныс пружины могут иметь расщеп и двойные контакты, как это показано на фиг. 4.

Коммутатор может оыть выполнен по типу дискового. Коллектор в этом случае имеет форму тонкой шайбы, а щетки могут быть пли односторонними (угольные или металлические), или двухсторонними (металлнческие). Такой дисковый коллектор представлен на фиг. 5 и 6.

Во всех рассмотренных конструкциях коллектора предполагается, что шаговый двигатель имеет двухполюспый якорь. Ыетрудпю видеть, что по тем ze принципам могут быть построены коллекторы и для двигателей с многополюснымп якорями.

Так, на фиг. 7 схематически представлен коммутатор с угольными щетками к двигате;по с трехполюсным якорем. КолпчесТВо секций коллектора должно оыть равно числу полюсов якоря двигателя.

Вместо неподвижных щеток могут ныть применены вращающиеся. Так, на фиг. 8 представлен коммутатор, имеющий неподвижный цилиндрический коллектор с вращающимися угольны!ги щетками. Обойма (5) (нз изоляционного материала) наса кена на вал двигателя. В диаметральном канале обоймы лежат две угольных пластины-щетки (3) и (4), раздвигаемые пружиной (6) и соединенные через нее электрически. Для улучшения контакта гцеток между собою внутренняя поверхность канала может быть металлической.

Щетки скользят по внутренней цилиндрической поверхности неподвижного коллектора, образованной тремя пластинамищетками (0,1 и 2).

По этому же принципу может оыть построен коммутатор с металлическими щетками (двухсторонними или одностовонними, с одинарными или двийнйми контактааги). Принцип устройства таюихкоммутаторов представлен на фиг. 9 — для двигателя с двухполюсным якорем, а на фиг. 10 — p.IH двигателя с четырехполюсным якорем. В оооих случаях пластина-щетка (О) занимает половину окружности, вторая половина окружности подразделяется на столько частей, сколько полюсов и.ICCI якорь двигателя. Щетка (3) при работе двигателя обеспечивает необходимую коммутацию.

На фиг. 11 представлена конструкция коммутатора с полуколлекгором для шаговых двигателей с вращающимися электромагнитами.

Характерной осооенностью рассмотренных конструкций является то, что цепи коммутации проходят через две щетки, Goедпненные последовательно.

Повышение надежности коммутации может быть ооеспечено применением металлических щеток с двойными контактами или щеток, охватывающих секцию коммутатора с двух сторон (фиг. 4, 6, 9, 10 и 11). Могут применяться также сдвоенные щетки, как это показано на фпг. 12.

Рассмотренными примерамп принципиального устройства коммутаторов к шаговым двигателям не исчерпываются все возможные решения. Однако в конкретHbIx случаях применения онн позволяют наметить основы конструкции коммутатора, которая, наилучшим соразом удовлетворяла ohI поставленным требованиям и была свободна от недостатков сущсствующпх конструкций коммутаторов.

Предмет изобретения

1. Коммутатор для шагового электродвигателя с безобмоточным железным якорем, выполненный по типу цилиндрического или дискового коллектора, на который наложены неподвижные щетки, отли ча ю щи и с я тем, что:на коммутаторе расположены изолированные контактные пластины в количестве, равном числу полюсов якоря, служащие для ïcреключенпя трех щеток, пз которых ср дняя является токоподводящей, а край ие приключены к разным обмоткам статора и поочередно подключаются пластинами коммутатора к средней щетке, благодаря чему цепи коммутации проходят через две последовательно включенные щетки.

2. Видоизменение коммутатора по п. 1, о т 1 и ч а Io щ е е с я тем, что контактные пластины неподвижного коммутатора разделены на две группы, занимающие по половине окружности и служащие — одна для подвода тока, а другая для коммутации обмоток статора, осуществляемой

М 81278

Фиг. 1

Фиг. 2

Фиг. 3

Фиг. 5

Фиг. 4

Фиг. 6 хвумл диаметрально расположенными и электрически соединенными вращающимиси щетками.

3. В коммутаторе пе пп. 1 и 2 применение двойных щеток, включенных параллельно.

Фиг. 7

Фиг. 9

Фиг. 10

Фиг. 12

Фиг. 11

Ст. редактор А. A. Сержпинская

Стаидартгиз, Подп. в печ. 13/Х1 1956 г. Объем 0,25 п, л. Тираж 400. Цена 50 коп.

Типография изд-ва «Московская правда, Потаповский пер., 3, Зак. 5424