Линейный шаговый электродвигатель

 

Изобретение относится к электротехнике,к линейным шаговым электродвигателям, и может быть использовано в качестве управляемого рабочего органа в электроприводах с возвратно-поступательным движением. Целью изобретения является увеличение тягового усилия и уменьшение габаритов двигателя. Электродвигатель имеет M -фазный статор, состоящий из цилиндрического магнитопровода 2, катушки 1 возбуждения и чередующихся магнитных 6 и немагнитных 5 колец, и якоря, представляющего собой полый вал из немагнитного материала с насаженными на него чередующимися магнитными 7 и немагнитными 8 кольцами. Обращенные одна к другой поверхности статорных и якорных колец по окружности выполнены зубчатыми с продольным расположением зубцов якоря в пазах статора. Зубчатая поверхность магнитных колец увеличивает магнитную проводимость магнитопровода 2, что приводит к увеличению рабочего магнитного потока и тягового усилия при определенной МДС обмотки возбуждения или уменьшению габаритов двигателя при постоянстве тягового усилия, а зубчатая поверхность немагнитных колец статора и якоря, служащая поверхностью скольжения и препятствующая взаимному смещению по нормали рабочих поверхностей магнитных колец статора и якоря, обеспечивает определенный воздушный рабочий зазор между зубчатыми поверхностями магнитных колец статора и якоря и необходимое тяговое усилие. 13 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 4 Н 02 К 41/03

ОПИСAH E ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1Ж., Í

А 2 1

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 .(21) 43)8847/24-07 (22) 22.10.87 (46) 30.09.89.Бюл. Ь - 36 (71) Московский энергетический институт (72) Б.К..Клоков, В,И,Цуканов и Д.И.Ковган (53) 621,3)3.13 (088,8) (56) Воскобойников В.В,, Клоков Б.К.

Цуканов В.И. и др. К расчету электромагнитного привода СУЗ ядерного реактора. — Энергомашиностроение, 1987, № 2, с.25-28.

Авторское свидетельство СССР

¹ 1043792, кл. Н 02 К 5/04, )983. (54) ЛИНЕЙНЫЙ ИАГОВЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЪ (57) Изобретение относится к электротехнике, к линейным шаговым элект-. родвигателям, и может быть использовано в качестве управляемого рабочего органа в электроприводах с возвратно-поступательным движением.

Целью изобретения является увеличение тягового усилия и уменьшение габаритов двигателя, Электродвигатель имеет m-фазный статор, состоящий из цилиндрического магнитопровода 2, ка1

ÄÄSUÄÄ 15)) 1 823 А ) 2 тушки l возбуждения и чередующихся г магнитных 6 и немагнитных 5.колец, и якорь, представляющий собой полый вал из немагнитного материала с насаженными на него чередующимися магнитными 7 и немагнитными 8 кольцами.

Обращенные одна к другой поверхности статорных и якорных колец по окружности выполнены зубчатыми с продольным расположением зубцов якоря в пазах статора. Зубчатая поверхность магнитных колец увеличивает магнит — . ную проводимость магнитопровода 2, что приводит к увеличению рабочего магнитного потока и тягового усилия при определенной МДС обмотки возбуж. дения или уменьшению габаритов двигателя при постоянстве тягового усилия, а зубчатая поверхность немагнитных icoлец статора и якоря, служащая поверхностью скольжения и препятствующая взаимному смещению По нормали рабочих поверхностей магнитных колец статора и якоря, обеспечивает определенный воздушный рабоЧий зазор между зубчатыми поверхностямн магнитных колец статора и якоря и необходимое тяговое усилие. 13 ил.

1511823 4 нитных колец 6 или цилиндрической с радиусом, большим внутреннего радиуса г; магнитных колец 6, на глубину пазов 11. При выполнении внутренней поверхности немагнитных колец 5 зубчатой наружная поверхность немагнитных колец 8 может быть выполнена как зубчатой, так и цилиндрической с радиусом, меньшим наружного радиуса

r< магнитных колец 7, на глубину его пазов. Зубчатые немагнитные кольца, выполненные на основе .графита, образуют подшипники скольжения. Отношение продольной ширины магнитных колец к немагнитним равно: Ь /Ь = (m-1),Магнитные и немагнитные кольца статора в соседних фазах по отношению к соответствующим кольцам якоря, расположены со смещением, равным + i /m, где .Ф вЂ” деление, равное (Ь + Ь ).

Двигатель работает следующим образом.

Изобретение относится к электро технике и может быть использовано в упрявляемьгх приводах с возвратнопоступательным движением рабочего органа, Целью изобретения является увеличение тягового усилия и уменьшение габаритов.

На фиг.) показана одна из фаз линейного шагового двигателя, верхняя симметричная часть продольного сечения;на фиг.2 и 3 — магнитные кольца статора и якоря с трапецеидальным профилем пазов и зубцов, поперечное 15 и продольное сечения; на фиг.4 — 5— то же, с :треугольным профилем; на фиг,б и 7 — то же, с профилем пазов в виде полуокружности, на фиг ° 8 и 9— магнитное кольцо статора и немагнит- 20 ное кольцо якоря, образующие поверхности сколь>кения, с трапецеидальным профилем пазов и зубцов, поперечное и продольное сечения; на фиг.10 и 11 — то же, с треугольным профилем; 25 на фиг.12 и 13 — то же, с профилем в виде полуокру>кности.

Каждая фаза линейного шагового электродвигателя (ЛШД) состоит из статора и общего дпя всех фаз якоря. 30

Статор содержит цилиндрическую катушку 1, которую охватывает внешний цилиндрический магнитопровод 2, и кольцеобразные полюса 3. Катушка 1 намотана на немагнитный герметичный корпус 4, внутри которого расположены немагнитные 5 и магнитные 6 кольца статора. Магнитные 7 и немагнитные 8 кольца якоря насажены на полый немагнитный вал 9. Между магнитными 49 кольцами 6 и 7 статора и якоря имеется рабочий воздушный зазор 10, рав-. ный I. Внутренняя поверхность магнитных колец 6 по окружности выполнена зубчатой с пазами 11 и зубцами 12, Наружная поверхность магнитньгх колец

? якоря, выполненная аналогично зубчатой поверхности магнитных колец статора б, расположена с зазором Р=

= сопят: внутри зубчатой поверхности колец 6. Зубчатая поверхность немагнитных колец 8 якоря, выполненная аналогично зубчатой поверхности колец 7, расположена со скользящей посадкой внутри зубчатой поверхности магнитных колец б статора. При этом внутренняя поверхность немагнитных колец 5 статора может быть выполнена аналогично зубчатой поверхности магПри подаче по заданному закону управления напряжения на катушки 1 фаз ЛШД в зазоре rf мж.;ду магнитными кольцами 6 и 7 возникает электромагнитное рабочее поле, которое создает тяговую силу, действующую на якорь и направленную в сторону увеличения изменения магнитной проводимости.

При этом якорь начинает смещаться, совершая линейное;:шаговое движение, Выполнение магнитных колец с зубчатой поверхностью для заданных гаI баритов ЛШД увеличивает более, чем в

2 раза площадь для прохождения рабо" чегв магнитного потока через зазор

d" а следовательно, увеличивает тя-, говую силу для заданной МДС обмотки и уменьшает габариты двигателя для заданного тягового усилия, Формула и з о б р е т е н и я

Линейный шаговый электродвигатель, содержащий статор, включающий ш-фазную обмотку из цилиндрических катушек, цилиндрический внешний магнитопровод, кольцевые полюса, чередующиеся магнитные и немагнитные кольца, наружные цилиндрические поверхности которых охвачены немагнитным герметичным корпусом, и якорь, включающий чередующиеся магнитные и немагнитные кольца, насаженные на немагнитный полый вал, наружные цилинд5 15 рические поверхности которых Обращены к внутренним цилиндрическим поверхностям колец статора, причем немагнитные кольца служат подшипниками скольжения, о т л и ч а ю щ и и — . с я тем, что, с целью увеличения тягового усилия и уменьшения габари11823 тов, обращенные одна к другой поверхности магнитных колец статора и якоря по окружности выполнены зубчатыми с продольным расположением зубцов

5 якоря в пазах статора, а немагнитные кольца по крайней мере статора или якоря также выполнены зубчатыми.

4 Гг

f1

1511823

@iJpf

Составитель Л.Шакина

Редактор А.Лежнина Техред И.Верес

Корректор О, Кравцова

Заказ 5909/55 Тираж 648 Поднисное

ВНИИПИ Государственного комитета о изобретениям и открытиям ври ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101