Шаговый электродвигатель

Шаговый электродвигатель

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

()845235

ОП ИСАНИ Е

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советски к

Социалистическик

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 09.02.79 (21) 2722652)24-07 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М.К .

Н 02 К 37/00

Гевудерствевный KoMNT9T (53) УДК 621.313. . 13-133.3 (088.8) Опубликовано 07.07.81. Бюллетень № 25

Дата опубликования описания 17.07.81 ео девам езвбрвтвний и еткрытнй (72) Авторы изобретения

A. И. Краснопевцев

Научно-исследовательский институт часовой (71) Заявитель (54) ШАГОВЫЛ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ

Изобретение относится к электротехнике, в частности к электрическим шаговым двигателям, которые находят широкое применение в системах автоматики и в дискретном электроприводе.

Известны шаговые электродвигатели, состоящие из статора, который имеет постоянные магниты, зубчатые сердечники и обмотку управления, и зубчатого ротора (1).

Такие двигатели сложны в конструктивном и технологическом отношении.

Наиболее близким по своей технической сущности к изобретению является шаговый электродвигатель, состоящий из статора, имеющего магнитопроводящий стержень с полюсными наконечниками, на котором размещена двухсекционная обмотка управления, постоянные магниты, намагниченные параллельно оси двигателя и снабженные своими наконечниками, и ротора с явновыраженными полюсами, установленного на одном конце вала с аксиальным смещением относительно стержня (2) . Однако функциональные возможности этого двигателя ограничены ввиду того, что величину шага ротора этого двигателя нельзя изменять, не изменяя конструктивных параметров двигателя:

Цель изобретения расширение функциональной. возможности двигателя за счет изменения величины шага и реверсирования движения вала.

Достижается это тем, что в описываемом двигателе полюсный наконечник постоянных магнитов выполнен кольцевым с равномерно расположенными на внутреннем диаметре пазами; постоянные магниты установлены щ на полюсных наконечниках магнитопроводящего стержня, а ротор выполнен плоским, установлен с радиальным зазором относительно полюсного наконечника постоянных магнитов и снабжен по внешнему диаметру полюсов симметрично расположенными пазами, причем на другом конце вала размещен дополнительный кольцевой постоянный магнит, намагниченный с чередующейся по окружности полярностью полюсов.

Для повышения энергетических показателей описываемый двигатель снабжен дополнительными дисковыми магнитопровода845235 обраПодача тока в обмотки с направлением, как указано на этой же фигуре, и полярности постоянных магнитов 4 приводит к возникновению активного момента в направлении стрелки от взаимодействия потока постоянных магнитов и проводников с током. В этих условиях момент от взаимодействия постоянного магнита 12 с проводниками противоположных сторон секций 7 и 7 будет равен нулю. Таким образом, за время прохождения положительного импульса ротор займет положение, указанное на фиг. 4 б, в котором активный момент равен нулю.

В промежутке между импульсами ротор 10 повернется по часовой стрелке под действием реактивного момента до положения, указанного на фиг. 4 в, завершив, таким образом,.шаг. Прохождение в этих же условиях импульса противоположной полярности соз45

55 ми, размещенными внутри обмотки управления, установленными соосно с валом ротора, один из которых, расположенный между ротором и стержнем, плотно прилегает к стержню, а другой, расположенный с противоположной стороны стержня, установлен с магнитно изолирующим промежутком относительно последнего.

На фиг. 1 приведен поперечный разрез описываемого двигателя; на фиг. 2 — продольный разрез двигателя; на фиг. 3 — вид сверху; на фиг. 4 (а, б, в, г, д, е, ж, и) схематично представлены взаимные расположения ротора и статора на различных этапах отработки ротором шага и действующие моменты с учетом направления тока в секциях обмотки.

Предлагаемый двигатель имеет корпус 1, в котором установлен магнитопроводящий стержень 2 с наконечниками 3 и постоянные магниты 4 с полюсным наконечником 5, имеющим пазы 6. На стержне 2 размещены две

I секции обмотки управления 7 и 7, а в 20 центре его имеется отверстие, через которое проходит вал 8, установленный на подшипниках 9. На одном конце вала 8 закреплен ротор 10, на явновыраженных полюсах которого имеются симметричные пазы 11. На втором конце вала 8 закреплен дополнитель25 ный постоянный магнит 12, намагниченный, как показано на фиг. 2 и 4.

Для повышения надежности двигателя секции обмотки управления 7 и 7 намотаны на каркасе, выполненном из двух частей

13 и 14.

Энергетические показатели двигателя могут быть улучшены путем установки дополнительных магнитно проводящих дисков 15 и 16, Двигатель работает. следующим

35 зом.

При обесточенной обмотке, благодаря магнитному потоку постоянных магнитов и наличию пазов 6 и 11 ротор двигателя под действием реактивного момента будет занимать исходное положение, как показано на фиг. 4а.

4 дает активный момент, который повернет ротор до положения, указанного на фиг. 4 г, а затем до подачи нового положительного импульса тока ротор 10 повернется до угла

180 и завершит второй шаг, после чего процесс будет повторяться.

Изменение взаимного направления тока в секциях 7 и 7 обмотки изменяет физическую картину — в силу симметрии ротора при одинаковом направлении тока в секциях 7 и 7 обмотки, активный момент, действующий на ротор 10 во всех его положениях будет равен нулю, а при отсутствии тока в обмотках на ротор 10 будет действовать реактивный момент. Активный момент будет возникать при наличии тока в секциях 7 и 7 от взаимодействия его с потоком постоянного магнита 12, при этом за время прохождения положительного импульса магнит 12, а следовательно, и вал 8 двигателя повернется почти на 180, т.е. до положения указанного на фиг. 4 е. В промежутке между импульсами магнит 12 завершит полоборота (см. фиг. 4 ж). При подаче отрицательного импульса ротор будет двигаться в прежнем направлении до положения, указанного на фиг. 4 и, а полный оборот завершится в следующем промежутке между импульсами под действием реактивного момента.

При расположении оси полюсов кольцевого магнита параллельно оси полюсов ротора изменение дискретности шага не изменяет направления вращения вала. Установка полюсов кольцевого магнита с взаимным разворотом друг относительно друга на угол, соответствующий половине меньшего шага, приводит к реверсированию вращения вала двигателя при изменении дискретности шага.

Таким образом, при встречном направлении токов в секциях 7 и 7 обмотки ynt равления прохождение двух разнополярных импульсов обеспечивает поворот вала на

180, а при одинаковом — на 360, т.е. описы ваемый двигатель в зависимости от схемы включения обмоток обеспечивает разную дискретность шага, что существенно расширяет его функциональные возможности.

Установка магнитно проводящих дисков

15 и 16 приводит к повышению энергетических показателей двигателя, так как позволяет увеличить магнитный поток в рабочих зазорах, что дополнительно улучшает свойства настоящего шагового электродвигателя.

Формула изобретения

1. Шаговый электродвигатель, состоящий из статора, имеющего магнитопроводящий стержень с полюсными наконечниками, на котором размещена двухсекционная обмотка управления, постоянные магниты, намагниченные параллельно оси двигателя и снабженные своими наконечниками, и ротора с явновыраженными полюсами, установленно845235 го на одном конце вала с аксиальным смещением относительно стержня, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей двигателя за счет изменения функциональных возможностей изменения величины шага в реверсирования движения вала, полюсный наконечник постоянных магнитов выполнен кольцевым с равномерно расположенными на внутреннем диаметре пазами; постоянные магниты установлены на полюсных наконечниках магнитопроводящего стержня, а ротор выполнен плоским, установлен с радиальным зазором относительно полюсного . наконечника постоянных магнитов и снабжен по внешнему диаметру полюсов симметрично расположенными пазами, причем на другом конце вала размещен дополнительный кольцевой постоянный магнит с чередующейся по окружности полярностью полюсов. а

2. Электродвигатель по п. 1, отличающийся тем, что он снабжен дополнительными дисковыми магнитопроводами, размещенными внутри обмотки управления, установленными соосно с валом ротора, один из которых, расположенный между ротором и стержнем, прилегает к стержню, а другой,расположенный с противоположной стороны стержня, установлен с магнитноизолирующим промежутком относительно последнего.

10 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Дискретный электропривод с шаговыми двигателями, под общей ред. М. Г. Чиликина. — М., Энергия, 1971, рис. 5 — 16, с. 195.

2. Авторское свидетельство СССР № 544063, кл. Н 02 К 37/00, 1977 (прототип) .

4-А

845235

b-E, Редактор Е. Гончар

Заказ 4176/5

Составитель В. Калишкин

Техред А. Бойкас Корректор С. Корниенко

Тираж 730 Подписное

ВНИИПИ Государственного «омнтета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, )K — 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», r. Ужгород, ул; Проектная, 4