Однофазный шаговый двигатель

 

1. ОДНОФАЗНЫЙ ШАГОВЫЙ ДВИГАТЕЛЬ, содержащий статор с обмоткой и магнитопроводом, имеющим сердечник и пластину с отверстием, образующим полюса и перемычки между ними, и ротор с радиально намагниченным постоянным магнитом , отличающийся тем, что, с целью повышения технологичности изготовления двигателя и его надежности, на поверхности пластины, перпендикулярной к оси ротора, выполнено не Meniee одного паза, стенки которого охватывают по крайней мере часть отверстия пластины и имеют расстояние между собой не более трех диаметров ротора, а осевая линия паза расположена под углом х..к оси полюсов, причем . (Л ел СП QG

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК.

ÄÄSUÄÄ 1050058 А зщ Н 02 К 37/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

У

Ю ВФ:\ 1 г \

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ; .;.":.(1

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ф

Ю

CO

CO

С

z.

Фиг,1 (1) 3262902/24-07 (22) 09.04.81 (46) 23.10.83. Бюл. № 39 (72) О. М. Кузнецова, 3. Д. Новаковская, В. А. Денисов, Е. Ф. Кулевская, Ю. С. Жильцов, В. И. Козлов, В. К. Ко-. роль и В. В. Кузьмин (71) Московский ордена Ленина и ордена

Октябрьской Революции энергетический институт и Ордена Ленина I-й Московский часовой завод им. С. М, Кирова (53) 621.313.13.133.3 (088.8) (56) 1. Патент США № 3.991,332, кл. 310-49, 1976.

2. Патент Великобритании № 1459981 кл. Н 2 А, 1976, I (54) (57) 1. ОДНОФАЗНЫЙ ШАГОВЫЙ

ДВИГАТЕЛЬ, содержащий статор с обмоткой и магнитопроводом, имеющим сердечник и пластину с отверстием, образующим полюса и перемычки между ними, и ротор с радиально намагниченным постоянным магнитом, отличающийся тем, что, с целью повышения технологичности изготовления двигателя и его надежности, на поверхности пластины, перпендикулярной к оси ротора, выполнено не менее одного паза, стенки которого охватывают по крайней мере часть отверстия пластины и имеют расстояние между собой не более трех диаметров ротора, а осевая линия паза расположена под углом <„к оси полюсов, причем 0<4<90 .

1050058

2. Двигатель по п. 1, отличающийся тем, что пластина в центральной части имеет выступ с направлением по оси вращения ротора, в котором выполнен указанный паз.

3. Двигатель по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что стенки паза выполнены параллельными.

4. Двигатель по пп. 1 — 3, отличающийся тем, что на пластине выполнены дополнительный паз со стенками, лежащими в одной плоскости со стенками основного паИзобретение относится к электротехнике, в частности к электрическим шаговым двигателям, которые находят широкое применение в дискретном электроприводе.

Известны однофазные шаговые двигатели, содержащие ротор с постоянным магнитом и статор с обмоткой и магнитопроводом, имеющим сердечник и примыкающие к нему полюса, которые образуют неравномерный рабочий зазор между ротором и статором (1).

Недостаток данных двигателей заключается в трудности сборки двигателя и в частности — в трудности взаимной ориентации полюсов и ротора.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является однофазный шаговый двигатель, содержащий статор с обмоткой и магнитопроводом, имеющим сердечник и пластину с отверстием, образующим полюса и перемычки между ними, и ротор с радиально намагниченным постоян- 20 ным магнитом (2).

Однако изВестный двигатель сложен в изготовлении; так как требует большой точности изготовления пластины из-за необходимости выполнения на полюсах вырезов незначительного диаметра, изменение которого существенно влияет на параметры двигателя. Кроме того, эти отверстия могут забиваться магнитной пылью, что приводит тоже к ухудшению параметров двигателя и снижает его надежность. 30

Цель изобретения — повышение технологичности изготовления и надежности.

Цель достигается тем, что в однофазном шаговом двигателе на поверхности пласти— ны, перпендикулярной к оси ротора выполнено не менее одного паза, стенки которого 35 охватывают по крайней мере часть отверстия пластины и имеют расстояние между собой не более трех диаметров ротора, а осевая линия паза расположена под углом а к оси полюсов, причем 0(et<90 .

Целесообразно в указанном двигателе на центральной части пластины иметь выступ, в котором выполнен паз. за, и расположенный на противоположной стороне пластины.

5. Двигатель по пп. 1 — 4, отличающийся тем, что на пластине выполнен дополнительный паз, аналогичный основному, и размещенный на той же стороне пластины, причем оба паза симметрично расположены относительно отверстия пластины.

6. Двигатель по пп. 1 — 5, отличающийся тем, что на перемычках пластины выполнены дополнительные пазы.

Целесообразно паз выполнять с параллельными стенками.

В указанном двигателе на пластине имеет смысл выполнить дополнительный паз со стенками, лежащими в одной плоскости со стенками основного паза, расположив его на противоположной стороне пластины.

Дополнительный паз, аналогичный основному, может быть размещен на одной стороне с основным, причем оба должны быть расположены симметрично относительно отверстия пластины.

Целесообразно также на перемычках статорной пластины двигателя выполнить дополнительные пазы.

На фиг. 1 приведен двигатель в изометрии, общий вид; на фиг. 2, а,б,в,г.д,е,ж,з, изображены варианты исполнения паза; на фиг. 3 а,б,в,г, представлены варианты исполнения статорной пластины.

Двигатель содержит статорную пластину 1, выполненную из ферромагнитного материала с отверстием, в котором расположен ротор 2, снабженный радиально намагниченным постоянным магнитом 3. Пластина 1 примыкает к сердечнику 4, на котором установлена обмотка 5. По всей ширине пластины 1 выполнен паз б. Конфигурация паза может быть разнообразной, в частности такой, как она представлена на фиг. 2 а-2 з, что позволяет получать разнообразные моментные характеристики двигателя.

Паз 6 может быть выполнен на выступе пластины 1 (фиг.. 3 б). Пластина 1 может иметь пазы 6 и 7 с обеих сторон. На перемычках пластины может быть дополнительный паз 8. Кроме того, пластина 1 может быть снабжена с одной стороны двумя пазами б и 9, симметрично расположенными относительно отверстия пластины.

Приведенное разнообразие форм пластины 1 способствует выбору лучшей технологии ее изготовления для того или иного двигателя в зависимости от его габаритов и назначения.

1050058

5 1

5 !

Двигатель работает следующим образом.

При отсутствии тока в обмотке 5 под действием магнитного потока постоянного магнита 3 ротор устанавливается в таком положении, при котором магнитное сопро- тивление внешней для постоянного магнита магнитной цепи будет минимальным, т.е. ось намагничивания ротора расположится под углом к продольной оси полюсов пластины.

Питание двигателя осуществляется импульсами с чередующейся полярностью. При прохождении по обмотке 5 импульса тока, обеспечивающего полюсам пластины 1 оди-! наковую полярность по отношению к полюсам магнита 3, на ротор действует момент

15 в направлении, обеспечивающем кратчайший путь до положения разноименной полярности полюсов пластины и магнита ротора.

Под действием этого момента ротор поворачивается на угол, близкий к 180 . После прохождения импульса тока ротор под дей- 20

I ствием магнитного потока довернется до угла 180 . При последующем импульсе обратной полярности картина повторится, так как полярность полюсов изменится и полюса ротора вновь будут обращены к одноименным полюсам пластины 1. После прохождения второго импульса ротор совершает полный оборот. Затем цикл повторяется.

Благодаря созданию магнитной асимметрии полюсов с помощью паза 6, выполненного на поверхности пластины 1 с осью, расположенной под непрямым углом к оси полюсов пластины и со стенками, охватывающими все отверстие или его часть, моментные характеристики в меньшей степени зависят от точности изготовления пластины, также меньше возможность скопления магнитной пыли в зоне, создающей магнитную асимметрию полюсов, что в совокупности приводит к повышению технологичности изготовления двигателя и его надежности.

1050058

Составитель В. Калишкин

Редактор А. Шандор Техред И. Верес Корректор М. Шароши

Заказ 8448/54 Тираж 687 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, )К вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4