Шаговый электродвигатель

 

1. ШАГОВЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТВЛЬ, содержащий катушку, индуктивно связанную с постоянньм магнитом, якорь, ведомое колесо, с двумя захватами, упор и корпус, о т л И ч а ю и и йс я тем, что, с целью повьпыения быстродействия, расширения области применения за счет возможности изменения частоты, вращения двигателя и упрощения конструкции, он снабжен упругими элементами, при зтом один конец якоря жестко связан с катушкой, подпружинен относительно связанного с постоянным магнитом.корпуса первым упругим злементсмл и через второй упругий элемент соединен с первым захватом ведомого колеса, второй свободный конец якоря подпружинен относительно корпуса третьим упругим элементом и через -четвертый упругий элемент соединен с вторым захватом ведомого колеса,причем каждый захват выполнен в виде изогнутой плас- j тины с прорезью для прохождения ве (О домого колеса.- ., l Фи.{

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК ае а»

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) .3384194/24-07 (22) 01..01.82 . .(46) 15 06. 83 ° Бюл. Р 22 (72) С С. Арутюнов .(71) Всесоюзное специализированное научно-производственное обьединение Союзвузприбор, {53) 621.313.13.133.3(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Ф 271627,. кл. Н 02 К 33/02, 1968.

2. Авторское. свидетельство СССР

9 548924, кл. Н 02 K 33/02, 1975 (прототип) . (54)(57) 1 u1LrOBb38 93IEKTPO3BHrATzalb, содержащий катушку, индуктивно свя.занную с постоянным магнитом, якорь, ведомое колесо,с двумя захватами, упор и корпус, о т л и ч-а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения быстродействия, расширения области применения за счет воэможности изменения частоты, вращения двигателя и упрощения конструКции, он снабжен упругими элементами, при этом один конец якоря жестко связан с катушкой, подпружинен относительно связанного с постоянным магнитом, корпуса первым упругим элементом и через.:второй упругий элемент соединен с первым захватом ведомого колеса, второй свободный конец якоря подпружинен относительно. корпуса третьим упругим элементом н через четвертый упругий элемент соединен с вторым захватом ведомого колеса, причем каждый захват выполнен в виде изогнутой плас- I тины с прорезью для прохождения ведомого колеса.

1023566

2. Электродвигатель по п. 1, о тл и ч а ю шийся тем, что упор выполнен в виде установленного в

Изобретение относится к приборостроению, а именно к электромеханическим исполнительным устройствам, преобразующим электрическую энергию в дискретное перемещение вала, и 5 может найти применение в разлйчных приборах автоматики.

Известен шаговый электромагнитный двигатель, содержащий электромагнит с обмоткой, сердечником и якорем, )() храповой механизм с храповым колесом и двумя собачками j 1).

Недостатком этого двигателя является низкая надежность, вызванная тем, что вследствие различных условий работы собачек одна из них снашивается быстрее.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является электромагнитный шаговый двигатель, содержащий электромагнит, включающий обмотку, сердечник и якорь, храповой механизм с храповым колесом и двумя собачками, расположенными на якоре электромагнита, возвратную пружину и 25 два упора для собачек, причем храповой механизм имеет второе храповое колесо., кинематически связанное с одной из собачек и снабжено собственным выходным валом 2) ° . ЗО

Недостатками данного элект родвига. теля являются низкое быстродействие из-за большой массы и, как следствие, большой инерционности подвижной части двигателя, узкая область при- 35 менения иэ-за невозможности изменения частоты вращения двигателя и сложность конструкции из-за применения большого количества сложных деталей (два храповых колеса и две шес- 4О терни) .

Цель изобретения - повышение быстродЕйствня, расширение области применения за счет возможности измене ния частоты вращения двигателя и упрощение конструкции.

Поставленная цель достигается тем, что шаговый электродвигатель, содержащий катушку, индуктивно связанную с постоянным магнитом, якорь, ведомое колесо с двумя захватами, 50 упор и корпус, снабжен упругими эле-, ментами, при этом один конец якоря жестко связан с катушкой, подпружи« нен относительно связанного с постоянным магнитом корпуса первым упругим 55 корпусе резьбового стержня с коническим хвостовиком, входящим в отверстие якоря. элементом и через второй упругий элемент соединен с первым захватом ведомого колеса, второй свободный конец якоря подпружинен относительно корпуса третьим упругим элементом и через четвертый упругий элемент соединен с вторым захватом ведомого колеса, причем каждый захват выполнен в виде изогнутой пластины с прорезью для прохождения ведомого колеса. кроме того, упор выполнен в виде установленного в корпусе резьбового стержня с коническим хвостовиком, входящим в отверстие якоря.

На фиг.l изображен предлагаемый электродвигатель, общий вид; на фиг.2 - разрез А-А на фиг,l; на фиг.3 - захват и ведомое колесо, разрез Б-B на фиг.2 (увеличено); на фиг.4 и 5 - упор конической (разрез

В-В на фиг.l) и ступенчатой формы с ответственно. шаговый электродвигатель (фиг.1-3) содержит, например, электродинамичеакий магнит, включающий постоянный магнит 1, индуктивно связанную с ним катушку 2 с обмоткой 3 и якорь 4, жестко связанный одним концом с катушкой 2, корпус 5, соединенный с постоянным магнитом 1, упругие элементы - две равные, например плоские, пружины 6 и 7, связывающие якорь

4 с корпусом 5, два фрикционных захвата 8 и Ф, закрепленные на крнцах якоря 4 с помощью упругих элементов, например, .плоских пружин 10 и 11 ведомое фрикционное колесо 12, связанное с осью 13, упор 14, расположенный в отверстии 15 якоря 4 для ограничения его хода и закрепленный к корпусу 5 с помощью резьбы и контргайки 16.

Электродвигатель работает следующим образом.

При подаче тра от генератора (не показан) в обмотку 3 возникает механическое колебание катушки 2 и связанного с ней якоря 4 вместе с фрикционными захватами 8 и 9. При этом якорь 4, благодаря равенству и параллельности пружин б и 7, совершает поступательное движение как шатун шарнирного параллелограмма с упругими противоположными звеньями б и 7 я жесткими звеньями, образованнюеи .якорем 4 и корпусом 5. Эахваты 8 и

1023566

9, поочередно воздействуя на фрикционное колесо 12, поворачивают его . вместе с осью 13.

При перемещении якоря 4 вниз в зацепление с фрикциоиным колесом 12 вступает захват 9 (ведущим является захват 9), при этом захват 8 прос кальэывает по колесу 12, выполняя роль фиксатора в момент изменения направления движения якоря 4. После этого захваты 8 и 9 меняются ролями. 1аким образом, за один период колебания якоря 4 происходит два перемещения фрикциоиного колеса 12. (перемещается на два шага), что фактически удваивает частоту, подаваемую от генератора.

Шаг перемещения фрикционного колеса 12 с осью 13 определяется величиной зазора между упором 14 и отверстием 15 в якоре 4, Для воэможности регулирования шага (перемещения) упор 14 может быть выполнен коническим (фиг.4) или ступенчатым (фиг.5)..

Предлагаемый электродвигатель является более .быстродействующим по сравнению с прототипом благодаря малой массе подвижной части двигателя, т.е. подвижной катушки при применении, например, злектродинамического магнита, механизма передачи движения . ведомому колесу, .выполненного по типу шарнирного параллелограмма, ведомого колеса.и якоря, который может быть выполнен из более легкого материала, например алюминия (в прототипе якорь выполнен из магнитного железа большой массы и значительного сечения, кроме того, добавляется масса колес).

Фрикционное сцепление захватов с

® ведомым колесом дает возможность реализовать перемещение колеса с весьма . малым шагом, которое нельзя осуществить храповым колесом.

Двигатель может работать и как (5 шаговый при применении электромагнита, с большей частотой при применении злектродинамического магнита или в режиме вибродвигателя при малом шаге и большой частоте в случае при о менения пьезоэлектрического привода, что обеспечивает плавность вращения и большое быстродействие, т.е. данный электродвигатель обладает широкой областью применения.

Использование одного фрикционного

:ведомого колеса вместо двух храповых и двух зубчатых значительно упро щает его конструкцию и создает бесшумную работу иэ-за отсутствия щелкания зубьев. !

1023566

Составитель A. Кецарис

РедактОр Л, Алексеенко Техред A.Ач Корректор A. дзятко юЫ .,Заказ 4233/45 Тираж 687 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-З5, Раушская наб., д. 4/5

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