Шаговый электродвигатель

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (дц 4 Н 02 К 37/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3663941/22-07 (22) 21. 11.83 (46) 15.05.87. Бюл. № 18 (71) Специальное конструкторско-технологическое бюро Кировоградского производственного объединения «Пишмаш» (72) В. Б. Баль, Б. A. Ивоботенко, В. Е. Луценко, А. Д. Федоров и И. В. Защук (53) 621.313.! 3-! 33.3(088.8) (56) Дискретный электропривод с шаговыми двигателями.,/ Под ред. М. Г. Чиликина. М.:

Энергия, 1971, с. 195, рис. 5 — 16.

Авторское свидетельство СССР № 9077!6, кл. Н 02 К 37/00, 1980. (54) (57) ШАГОВЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ, содержащий зубчатый цилиндрический ротор и статор с П-образными попарно смещенными по окружности и в аксиальном направлении магнитопроводами, стержни которых имеют зубцы на концах, постоянными магнитами и обмоткой управления, состоягцей из катушек, отличающийся тем, „SU» 1310963 А1 что, с целью уменьшения аксиального габарита при одновременном упрощении конструкции и повышении КПД, П-образные магнитопроводы выполнены из двух частей, расположенных вдоль ротора, постоянные магниты размещены между упомянутыми частями магнитопроводов, прилегают к ним разнополярными полюсами и образуют двухполюсную систему, каждая катушка обмотки охватывает один из магнитопроводов, причем зубцы частей пары магнитопроводов сдвинуты между собой по окружности на половину зубцового деления ротора, зубцы на разных стержнях одного магнитопровода сдвинуты между собой тоже на половину зубцового деления ротора, зубцы одной пары магнитопроводов, смещенных в аксиальном направлении, сдвинуты по окружности относительно зубцов другой пары магнитопроводов на 1/4 зубцового деления, а катушки расположенные на диаметрально противоположных магнитопроводах, соединены между собой в одну фазу.

1310963

Изобретение относится к электрогехнике, в частности к шаговым электродвигателям, которые могут быть использованы в дискретном электроприводе.

Известен шаговый электродвигатель, содержащий зубчатый ротор и статор с зубчатыми полюсами, обмоткой управления и постоянными магнитами.

Различие площадей пазов, занятых катушками разных фаз обмотки, и сложная конфигурация составного магнитопровода приводят к технологическим трудностям при изготовлении таких двигателей.

Наиболее близким к изобретению является шаговый электродвигатель, содержащий зубчатый цилиндрический ротор и статор с П-образными попарно смещенными по окружности и в аксиальном направлении магнитопроводами, стержни которых имеют зубцы на концах, постоянными магнитами и обмоткой управления, состоящей из катушек.

Недостатком известного двигателя является повышенная аксиальная длина, что обусловлено попарной установкой магнитопроводов вдоль ротора и расположением постоянных магнитов. Двигатель достаточно сложен в конструктивном отношении по тем же причинам, а также имеет пониженный КПД из-за того, что катушки обмотки охватывают по две магнитопровода, разделенных постоянным магнитом.

Цель изобретения — уменьшение аксиального габарита двигателя с одновременным упрощением конструкции и повышением КПД.

Указанная цель достигается тем, что в шаговом электродвигателе, содержащем зубчатый цилиндрический ротор и статор с

П-образными попарно смещенными по окружности и в аксиальном направлении магнитопроводами, стержни которых имеют зубцы на концах, постоянными магнитами и обмоткой управления, состоящей из катушек, П-образные магнитопроводы выполнены из двух частей, расположенных вдоль ротора, постоянные магниты размещены между упомянутыми частями магнитопроводов, прилегают к ним разнополярными полюсами и образуют 2-полюсную систему, каждая катушка обмотки охватывает один из магнитопроводов, причем зубцы частей пары магнитопроводов сдвинуты между собой по окружности на половину зубцового деления ротора, зубцы на разных стержнях одного магнитопровода . сдвинуты между собой тоже на половину зубцового деления ротора, зубцы одной пары магнитопроводов, смещенных в аксиальном направлении, сдвинуты по окружности относительно зубцов другой пары магнитопроводов на 1/4 зубцового деления, а катушки, расположенные на диаметрально противоположных

55 магнитопроводах, соединены между собой в одну фазу.

На чертеже приведено аксонометрическое изображение предлагаемого двигателя.

Двигатель содержит цилиндрический зубчатый ротор 1, размещенный внутри статора, который имеет П-образные магнитопроводы 2 и 2.1, установленные со смещением как IIo окружности (попарное смещение магнитопроводов 2 между собой или

2.1), так и в аксиальном направлении (смещение магнитопроводов 2.1 по отношению к магнитопроводам 2). Каждый из магнитопроводов 2 и 2.1 состоит из двух частей.

Между частями магнитопровода установлены постоянные магниты 3, намагниченные как указано на рисунке. Каждая из катушек 4 и 4.1 охватывает один из магнитопроводов 2 или 2.1, а пара катушек 4 и

4.1 электрически соединена между собой и образует одну фазу обмотки, действуя в магнитной цепи противолежащих магнитопроводов согласно. На концах стержней магнитопроводов 2 и 2.1 имеются зубцы с зубцовым шагом, равным зубцовому шагу на роторе. Зубцы частей магнитопровода каждого стержня сдвинуты между собой на половину зубцового деления. Зубцы на разных стержнях одного магнитопровода тоже сдвинуты между собой по окружности на половину зубцового деления. Например, зубцы на стержнях магнитопроводов, смещенных в аксиальном направлении, взаимно сдвинуты на 1/4 зубцового деления. Для облегчения технологии изготовления магнитопроводов и снижения потерь в стали, их части могут оыть выполнены из витых ленточных сердечников.

Двигатель работает следующим образом.

При отсутствии тока в катушках 4 и 4.1 зубцы ротора 1 занимают неопределенное положение по отношению к зубцам магнитопроводов 2 и 2.1, так как ввиду указанного расположения зубцов на них суммарная магнитная проводимость рабочего зазора не зависит от угла поворота ротора, и магнитный поток от постоянных магнитов

3 при одинаковой магнитной индукции в зазоре и постоянстве магнитной проводимости не создает вращающего момента.

Подача тока в катушки, например, 4 приведет к возникновению магнитного потока Фу в частях магнитопроводов 2 с направлением, допустим, как указано на чертеже. Этот поток изменит величину магнитной индукции в рабочем зазоре, увеличив ее под одними частями магнитопроводов 2 и уменьшив под другими. Благодаря одинаковому расположению зубцов на частях магнитопроводов l10 отношению к зубцам ротора и повьцпенной индукции в этих зонах воздушного зазора на валу двигателя появится вращающийся момент, 1310963

Составитель В. Калишкин

Редактор М. Келемеш Техред И. Верес Корректор И. Муска

Заказ 1766/52 Тираж 661 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4!5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 который повернет ротор до положения, соответствующего установки зуб цового ротора против зубцов частей магнитопроводов 2. Это положение ротора следует считать за исходное и иметь в виду, что ротор в нем зафиксирован.

Дальнейшая подача разнополярных импульсов двухфазного тока поочередно в катушки 4.1 и 4 будет приводить к изменению величины индукции в воздушном зазоре частей магнитопроводов, что с учетом взаимного сдвига зубцов обеспечит дискретное одностороннее действие вращающего момента на вал двигателя и завершение его оборота, после чего цикл начнет повторяться.

Указанные отличия предлагаемого двигателя от известных позволяют существенно сократить осевую длину двигателя за счет уменьшения числа П-образных магнитопроводов, устанавливаемых вдоль ротора, и упростить конструкцию, а также повысить

КПД за счет укорачивания средней длины витка катушек 4 и 4.1, которые в данном двигателе охватывают лишь один магнитопровод.