Двухкоординатный шаговый электродвигатель

 

СОЮЗ СОВЕТСНИК

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (192 (И2

gg 4 Н 02 К 41/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

4-А

Pl42. 2

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4221669/24-07 (22) 06.04.87 (46) 07.09.88. Бюл. Р 33 (7 1) Львовский политехнический институт.им. Ленинского комсомола (72) В.Д. Завгородний, М.Ф. Ненека и И.P. Соболевский

:(53) 621.313.13 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 577616, кл. Н 02 К 37/00> 1977, Латент США N 3851196, кл.. 310-12, 1974. (54) ДВУХКООРДИНАТНЫЙ ШАГОВЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬЬ (5.7) Изобретение относится к электротехнике, к двухкоординатным шаговым двигателям, и может быть использовано в системах автоматики. Целью является уменьшение габаритов. Двухкоординатный шаговый электродвигатель содержит зубчатую ферромагнитную плиту с взаимнб перпендикулярными пазами, выполненными с шагом <> по обеим координатам, и якорь, состоящий из

1422319 модулей 4х, 4х, 5у, 5у. Каждый модуль содержит магнитопроводы. между кото рыми расположен сектор кольцевого маг" нита 8. На полюсах установлены обмотки управления 12 и 16. На торцовой поверхности полюсов модулей выполнены группы зубцов 17-20 соответственно. Ярма одноименнополюсных магнитопроводов объединены и составляют ярмо якоря. Каждое из двух ярм якоря выпол2

11x, l 1y, 11у одноименнополюсных S (I магнитопроводов бх, бх, бу, бу объединены и составляют ярмо 21 якоря, ярма 15х, 15х, 15у, 15у одноименно3

5 полюсньж N магнитопроводов 7х, 7х, 7у, I, 7у составляют ярмо 22 якоря. Ярма 21 и 22 выполнены в виде двух концентрически расположенных шайб, между которыми установлен кольцевой магнит 8.

Полюсы 9, 10 13 и !4 магнитопроводов 6 и 7 выполнены в виде секторов концентрических труб, при этом полюсы

9 и 10 установлены на ярме 21, а по15 люсы 13 и 14 — на ярме 22. Полюсы, установленные в каждом из квадрантов, соответствующие участки квадрантов шайб и участков квадранта кольцевого постоянного магнита, расположенного

20 между шайбами, образуют четыре модуля.

Например, модуль 4х образован полюсами 9х, 10х, 13х, 14х, секторами 11х, 15х ярм 6 и 7 и сектором 8х кольцевого магнита 8, расположенными в первом квадранте, аналогично образованы мо"

f 1 дули 4х, 5у, 5у, расположенные соответственно в третьем, втором и четвертом квадрантах (фиг. 2).

Диаметрально расположенные модули

I 1

4х, 4х, 5у и 5у инверсивны друг дру30 гу. Зубцы групп зубцов 17х-20х модуI I ля 4х и зубцы групп зубцов 17х - 20х модуля 4х выполнены перпендикулярно оси инверсии ОХ взаимно инверсивных модулей 4х, 4х, а зубцы групп зубцов

35 17у — 20у модуля 5у и зубцы групп зубцов 17у - 20у модуля 5у выполнены перпендикулярно оси инверсии ОУ взаимно инверсивных модулей 5у, 5у.

Каждый модуль представляет собой элементарный шаговый электродвигатель.

Изобретение относится к электротехнике, к двухкоординатным шаговым двигателям, и может быть использовано в системах автоматики.

Целью изобретения является уменьшение габаритов.

На фиг. 1 изображен двухкоординатный шаговый электродвигатель, сечение по продольной оси якоря; на фиг. 2 сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 сечение Б-Б на фиг.1; на фиг. 4 — модуль, иэометрия; на фиг. 5 — одна иэ позиций взаимного расположения зубцов ферромагнитной плиты и якоря.

Двухкоординатный шаговый электродвигатель содержит зубчатую ферромагнитную плиту 1 с взаимно перпендикулярными пазами 2, выполненными с шагом, равным ь по обеим координатам, и якорь 3, состоящий из модулей 4х, !

4х, 5у, 5у. Каждый модуль, например модуль 4х (фиг. 4), содержит магнитопроводы бх и 7х,между которыми расположен сектор 8х кольцевого магнита 8.

Полюсы 9х, 10х магнитопровода бх сочленены ярмом 11х. На полюсах 9х, !Ох или, одним из них установлена обмотка

12х управления, Полюсы 13х, 14х магнитопровода 7х сочленены ярмом 15х.

На полюсах 13х, 14х или одном из них расположена обмотка !áx управления.

На торцовой поверхности полюсов 9х, 10х, 13х, 14х выполнены группы зубцов 17х - 20х соответственно (фиг. 2 и 5). Нумерация элементов модулей 4х, I

5у, 5у отличается от нумерации элементов модуля 4х только соответствующими буквенными идентификаторами °

Зубцы в каждой группе зубцов выполнены с шагом, равным >. Ярма 11х, нено в виде шайбы. Шайбы установлены концентрично друг другу. Полюса магнитопроводов выполнены в виде концентрических сегментов и расположены на соответствующих шайбах. Модули, расположенные в каждом из квадрантов якоря, образованы полюсами, сегментами шайб и сегментом постоянного кольцевого магнита, размещенными в тех же квадрантах. 5 ил.

3 1422

Исходя из этого, в каждом модуле группы зубцов сдвинуты между собой по соответствующим координатам на величину, кратную /4.

Группы зубцов модулей 4х и 4х (фиг. 2) сдвинуты мехду собой по координате Х, а группы зубцов модулей

5у и 5у — по координате У.

Двухкоординатный шаговый электро- 1О двигатель работает следующим образом.

Поток возбуждения, создаваемый маг" нитом 8, распределяется по всем полюсам якоря 3. При этом величина потока под каждым полюсом определяется положением зубцов полюсов относительна зубцов ферромагнитной плиты. Для перемещения якоря 3 относительно ферромагнитной плиты 1 вдоль координаты

Х или У возбуждают в определенной последовательности обмотки 12х 16х, 12х, 16х или 12у, 16у, 12у, 16у управления соответственно. В положении, приведенном на фиг. 2 и 5, перемещение якоря по координате осуществляет- 25 ся при возбуждении с определенной последовательностью фаз обмоток 12х, 16х, I 1

12х, .16х управления. В частности, при возбуждении, например, обмоток

12х, 12х создаваемый ими поток управления суммируется с потоком возбуждения в одних полюсах модулей 4х, 1 1

4х, например в полюсах 9х и 9х, и вычитается в других полюсах тех же.модулей (в данном случае в полюсах 10х ( и 10х ) . .При этом якорь 3 перемещается по координате Х до положения, в

319

4 котором группы зубцов полюсов 9х, 9х совпадают с зубцами 2 ферромагнитной плиты 1, что составляет 1/4 "g за один шаr.

Модули 5у, 5у работают аналогично

f модулям 4х, 4х, создавая тяговое усилие по координате У.

Активная площадь известного якоря

1 состоящего из четырех модулей, 450 а при высоте h = 3 а + h

= 3,25 à, V.= 1462 а, тогда как у предлагаемого S = 396 а и V

1188 а что íà 19Х меньше габаритного объема известного якоря.

Формула из обретения

Двухкоординатный шаговый электродвигатель, содержащий зубчатую ферро" магнитную плиту с взаимно перпендикулярными пазами, выполненными с постоянным шагом, якорь, состоящий из четырех модулей, каждый из которых содержит два двухполюсных магнитопровода с обмотками управления на полюсах, и постоянный магнит установленный между магнитопроводами, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью уменьше- i ния габаритов, каждое из двух ярм якоря выполнено в виде шайб, установленных концентрично одна к другой, между которыми размещен кольцевой постоянный магнит, причем полюса магнитопровода выполнены в виде концентричных сегментов.

1422319

1422319

У /ЮХ 17х

Составитель А. Курбаков

Техред М.Ходанич

Редактор О. Головач

Корректор Н. Король

Заказ 4437/53 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