Планарный шаговый электродвигатель

 

Изобретение относится к электротехнике , к многокоординатному шаговому электроприводу для робототехнических установок. Цель состоит в уменьшении расхода воздуха и улучшении охлаждения. Электродвигатель содержит неподвижный индyктop на котором на воздушной опоре установлен подвижный якорь, состоящий из модулей с магнитопроводами 5 и 6 и обмотками 7 и 8. Между магнитопроводами модулей , примыкая к их обмоткам 7 и 8, установлены трубки 10-22, концы которых сообщаются с рабочим воздушным зазором пневмоопоры. Воздух из рабочего воздушного зазора, проходя по трубкам 10-22, нагревается и возвращается в него нагретым, увеличенным в объеме. Следовательно, давление его в рабочем воздушном зазоре будет также повьш1енным. 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) u1) 4 Н 02 К 41/03

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

75 7Щ7

rb 74 1,7 7Ã 7C Е

Puz.3

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3965600/24-07 (22) 21.10.85 (46) 07.01.88. Бюл. № 1 (75) H.В.Мельников (53) 621.313.13(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 746830, кл. H 02 К 41/03, 1977. (54) ПЛАНАРНЫЙ ШАГОВЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГА—

ТЕЛЬ (57) Изобретение относится к электротехнике, к многокоординатному шаговому электроприводу для робототехнических установок. Цель состоит в уменьшении расхода воздуха и улучшении охлаждения. Электродвигатель содержит неподвижный индуктор,на котором на воздушной опоре установлен подвиж— ный якорь, состоящий из модулей с магнитопроводами 5 и 6 и обмотками

7 и 8. Между магнитопроводами модулей, примыкая к их обмоткам 7 и 8, установлены трубки 10-22, концы которых сообщаются с рабочим воздушным зазором пневмоопоры. Воздух из рабочего воздушного зазора, проходя по трубкам 10 — 22, нагревается и возвращается в него нагретым, увеличенным в объеме. Следовательно, давление его в рабочем воздушном зазоре будет также повышенным. 4 ил.

1 13

Изобретение относится к электротехнике, к планарному шаговому электроприводу, например, для робототехнических установок.

Цель изобретения — уменьшение расхода воздуха и улучшение охлаждения.

На фиг.I представлен планарный шаговый электродвигатель; на фиг.2 один из элементарных модулей, разрез; на фиг.3 — то же, вид с внешней стороны якоря; на фиг.4 — график распределения давления в воздушном зазоре.

В корпусе якоря 1 закреплены за— ливкой компаундом элементарные модули 2 с условно показанной зубцовой нарезкой. Шаг нарезки равен шагу с нарезки зубцов на индукторе 3. Между элементарными модулями имеются каналы 4 пневмоопоры. бамако макс — со— ответственно максимально возможные сервисные перемещения якоря. Элементарный модуль 2 состоит из двух сердечников 5 и 6, набранных из листовой электротехнической стали. На спинки этих сердечников намотаны фазные обмотки 7 и 8 (обмотки управления). Между сердечниками закреплен постоянный магнит 9, создающий поток возбуждения. Зубцовые зоны полюсов якоря смещены относительно первого полюса соответственно на + о //22, ЗС /4 и ь /4. Кроме этого, для улучшения охлаждения элементарного модуля ycTQíoâëåHû специальные трубки 10-22.

Все это залито специальным компаундом 23. Закрепляющий компаунд показан только по периметру элементарного модуля 2. Материал трубок должен обладать хорошей теплопроводностью, коррозионной стойкостью, быть легким, прочным, достаточно гибким и немагнитным, например из алюминия или сплавов на его основе. График распределения давления P (х) в воздушном зазоре 3 приведен на фиг.4, где Pд, Pb — соответственно давления в точке

Q и в точке (трубка 12); Ра „ атмосферное (внешнее по отношению к зоне зазора 3 ) давление; Ь P — разность давлений в указанных точках; х — текущая координата.

В пространство между якорем 1 и индуктсром 2 по каналам 4 подается сжатый воздух, якорь "всплывает, и между якорем и индуктором устанавливается воздушный зазор д . При протекании в фазных обмотках 7 и 8 токов возбужденными оказываются полюса, в

Ьшк и

Э Т,ср

45 где

Ьтк — масса компаунда, вытесненного установленными трубками;

m с — средняя масса одной трубки.

В результате установки на якоре трубок воздух, подаваемый от пневмосети с целью обеспечения между якорем и индуктором необходимого воздушного зазора, одновременно используется и для дополнительного охлаждения элементарных модулей якоря. Последнее улучшает тепловой режим работы двигателя, что уменьшает старение

65280 2 которых поток от фазных обмоток совпадает по направлению с потоком постоянного магнита 9, установленного

5.,между сердечниками 5 и 6. Возбужденный полюс стремится занять такое пространственное положение, которому соответствует максимум магнитной проводимости зубцовой зоны. Измене— ние, например, полярности фазных токов в обмотках 7 и 8 вызывает перемещение якоря 1 к новому устойчивому положению.

Газ (воздух) в трубку 12 поступао ет с температурой 1, . К моменту выхода из трубки его температура повышается до t (в пределе до температу— ры стенок трубки). Следовательно, повьппается и давление воздуха в рабочем воздушном зазоре в соответствии с законом Шарля. Эффективность пневмоопоры, поддерживающей якорь с механизмом, повьппается. Вместе с тем обеспечивается дополнительный отвод

25 (от наиболее удаленных от внешних поверхностей якоря и, следовательно, более нагретых его частей) части избыточного тепла от элементарного модуля через зазор в окружающее прост30 ранство.

Для сохранения габаритных разме— ров якоря трубки устанавливаются так, чтобы они не выступали над сердечниками элементарного модуля больше, чем выступают над ними фазные обмотки 7 и 8.

Для сохранения динамической добротности привода число устанавливаемых трубок необходимо определять сле40 дующим образом:

3 1З изоляции и повышает его надежность и долговечность. Повышение эффективности пневмоопоры позволяет уменьшить расход сжатого воздуха. В результате при массовом использовании на предприятии роботизированных установок пневмосеть может быть менее мощной, в случаях работы индивидуальных установок может быть несколько снижена установленная мощность компрессора, если изготовитель оставит ее прежней (как в известном электродвигателе), он будет работать в менее напряженном режиме, что повысит ресурс нормальной эксплуатации компрессорной установки.

65280 4 формула изобретения

Планарный шаговый электродвигатель, содержащий неподвижный индуктор с зубцовой нарезкой и размещенный на нем с рабочим воздушным зазором, образующим пневмоопору, подвижный индуктор, выполненный из модулей с магнитопроводами и обмотками, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью уменьшения расхода воздуха и улучшения охлаждения, он снабжен трубками, установленными между магнитопроводами модулей и примыкающими к их обмоткам, а концы трубок выведены в рабочий воздушный зазор.

Составитель Л.Шакина

Редактор И.Горная Техред M.Äèäûê Корректор С.Шекмар

Заказ, 6652/52 Тираж 665 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4