Линейный шаговый электродвигатель

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть применено в системах автоматики и с линейным дискретным перемещением исполнительных механизмов. Целью является снижение трудоемкости изготовления и повышение точности позиционирования. Устройство содержит ферромагнитное основание с зубцами 2 и индуктор 3. Индуктор 3 состоит из ярма 4 и двухполюсных магнитопроводов 5, 6, между полюсами 7, 8 и 9, 10 которых расположены обмотки 11, 12 управления соответственно. Между ярмом 4 и магнитопроводами 5, 6 размещены постоянные магниты 13, 14 соответственно. Магнитопроводы 6, 5 установлены в направляющих пазах ярма 4, которые выполнены со скосом по отношению к зубцам 2 ферромагнитного элемента 1. Полюс 7 магнитопровода 5 охватывает полюс 8, а полюс 9 магнитопровода 6 - полюс 10. На торцовых поверхностях полюсов 7, 8, 10 выполнены группы зубцов 17, 18, 19, 20 соответственно. Охваченный 8 и охватывающий 7 полюсы магнитопровода 5 сопряжены между собой ферромагнитной втулкой 21, аналогичной втулкой сопряжены полюсы 10 и 9. Внутреннее цилиндрическое отверстие втулки 21 выполнено эксцентричным относительно наружной поверхности втулки с эксцентриситетом ε удовлетворяющим условию Τ<SB POS="POST">Z</SB>/2*36E≤Τ<SB POS="POST">Z</SB><SP POS="POST">.</SP>K, где K = 1, 2, 3. Втулка 21 установлена с возможностью ее поворота относительно полюсов. Настройка рабочего положения зубцовых зон охватывающего и охваченного полюсов производится в процессе сборки, что исключает привязку к базовой координате полюсов. При настройке полюсов исключается нарушение параллельности ориентации зубцов. 5 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ, сОциАлистичесних

РЕСПУБЛИК

Ш Н 02 К 41/03

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ вЂ” !

Яд 3

Cb сО

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ пО изОБРетениям и ОтнРытиям

jlpH Гннт сссР

1 (21) 4388362/24-07 (22) 09.03.88 (46) 07,12.89. Бюл. М 45 (71) Львовский политехнический институт им. Ленинского комсомола (72) В.Р. Завгородний, С.А. Малярчук, М.Ф. Ненека и В.И. Самойлов (53) 62).313.13(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 1376184, кл. Н 02 К 41/03, 1986.

Авторское свидетельство СССР

У 1457105, кл. Н 02 К 41/03, 1987. (54) ЛИНЕЙНЫЙ ШАГОВЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть применено в системах автоматики и с линейным дискретным перемещением исполнительных механизмов. Целью является снижение трудоемкости изготовления и повьппение точности позиционирования.

„„SU„„1527690 А1

Устройство содержит ферромагнитное основание с зубцами 2 и индуктор 3.

Индуктор 3 состоит из ярма 4 и двухполюсных магнитопроводов 5,6, между полюсами 7,8 и 9, 10 которых расположены обмотки 11, 12 управления соответственно. Между ярмом 4 и магнитопроводами 5,6 размещены постоянные магниты 13, 14 соответственно. Магнитопроводы 6,5 установлены в направляющих пазах ярма 4, которые выполнены со скосом по отношеник к зубцам 2 ферромагнитного элемента 1.

Полюс 7 магнитопровода 5 охватывает полюс 8, а полюс 9 магнитопровода 6— полюс 10. На торцовых поверхностях полюсов 7,8,9, 10 выполнены группы зубцов 17, 18, 19, 20 соответственно.

Охваченный 8 и охватывающий 7 полюсы магнитопровода 5 сопряжены между собой ферромагнитной втулкой 21, ана!

527690 логичной втулкой сопряжены полюсы 10 и 9. Внутреннее цилиндрическое отверстие втулки 21 выполнено эксцентричным относительно наружной поверх5 ности втулки с эксцентриситетом Я удовлетворяющим условию С /2 с Е < i К, Z где К = ) 2,3. Втулки 21 установлена с возможностью ее поворота относительИзобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах автоматики с линейным дискретным применением исполнительных механизмов.

Цель изобретения — снкжение трудоемс кости изготовления и повышение точности позиционирования.

На фиг. 1 показан двигатель, разрез вдоль движения; на фиг. 2 — разрез А-А на фиг ° 1, на фиг. 3 — взаимное положение групп зубцов охваты- 25 вающего и охваченного полюсов при отсутствии смещения Х между зубцовыми зонами полюсов; на фин. 4 — то же, при наличии смешения с помощью эксцентрической втулки; на фиг. 5 — ярмо 30 с направляющими пазами.

Линейный шаговый электродвигатель содержит ферромагнитное основание 1 с зубцами 2 и индуктор 3. Индуктор 3 состоит иэ ярма 4 и двухполюсных маг- 35 нитопроводов 5 и 6, между полюсами 7, 8 и 9, 10 которых расположены обмотки

11 и 12 управления соответственно.Режду ярмом 4 и магнитопроводами 5 и 6 размещены постоянные магниты 13 и 14 40 соответственно. Магнитопровод 5 установлен в направляющем пазу 15 ярма 4.

Аналогично магнитопровод 6 установлен в направляющем пазу 16. Пазы 15 и

16 выполнены со скосом по отношению 45 к зубцам 2 ферромагнитного основания

1. Полюс 7 магнитопровода 5 охватывает полюс 8, аналогично полюс 9 магнитопровода 6 охватывает ролюс 10. На торцах поверхностей полюсов 7-10 вы50 полнены группы зубцов 17-20, соответственно. Зубцы каждой иэ групп выполнены с шагом . Охваченный 8 и охватывающий 7 полюсы магнитопровода

5 сопряжены между собой ферромагнитной втулкой 21. Аналогичной втулкой

22 сопряжены охваченный 10 и охватывающий 9 полюсы магнитопровода 6.

Внутреннее цилиндрическое отверстие но полюсов. Настройка рабочего поло- жения зубцовых зон охватывающего и охваченного полюсов производится в процессе сборки, что исключает привязку к базовой координате полюсов.

При настройке полюсов исключается нарушение параллельности ориентации зубцов. 5 ил. тулки 21 (22) выполнено эксцентричным относительно наружной поверхности втулки 21 (22), при этом величина эксцентриситета удовлетворяет усn„ ловик — (Я (К iz, где К = 1,2,3...

Втулка 21 (22) установлена между охваченным и охватывающим полюсами со стороны постоянного магнита 13 (14) с возможностью ее поворота относительно полюсов.

Фиксация магнитопроводов 5 и 6 в пазах 15 и 16 ярма 4 осуществляется резьбовыми соединениями 23 и 24 соответственно или другими известными способами. Индуктор 3 и ферромагнитный элемент 1 установлены с немагнитным промежутком сР, который поддерживается с помощью опор (не показаны).

Работоспособность двигателя обеспечивается смещением группы зубцов

17 охватывающего полюса 7 относительно группы зубцов 18 охваченного полюса 8 и смещением группы зубцов

19 относительно группы зубцов 20 аналогичных полюсов магнитопровода

6 на величину Х = i (К + -), а также смещением соответствующих групп зубцов 17 и 18 магнитопровода 5 относительно групп зубцов 19 и 20 маг1 нитопровода 6 на величину Х (n + -), где Р 4 — число по1 люсов, K, n — целые числа. В исходном положении (фиг.3) осевые линии

00, группы зубцов 17 охватывающего полюса совпадают с осевыми линиями

0 0 группы зубцов 18 охватываемого полюса 8. При этом Х О. Регулирование Х z в пределах от 0 до 6< К реализуется путем поворота ферромагнитной втулки 21 (22), эксцентриситет которой определяется услови1527690 и

<7 ем — с Я с С V. Минимальная вели1., чина эксцентриситета E r — Г опреде2 ляется иэ условия гарантированного смещения зубцовых эон охватывающего и охваченного полюсов на половину 7 зубового деления — при К = О, а так как зубцовые зоны выполнены с технологической погрешностью, которая должна быть откорректирована при их настройке, то минимальный эксцентриситет втулки выполняется несколько большим от величины смещения зубцовых 3oH. Максимальное значение Е (С К ограничено величиной X при К О.

2 л

Для достижения величины Х

z 2 а ферромагнитную втулку 21 (22) поворачивают относительно исходного положения (фиг.3) на угол o(. При

3 этом группа зубцов 17 смещается относительно группы зубцов 18 на величину, пропорциональную углу поворота втулки с1 . Если эксцентриси(. тет втулки с= —, то для достижел ния Х = — л втулку необходимо по2 вернуть на угол 90 (фиг.4) .

При смещенных группах зубцов функционирование двигателя обеспечивается эа счет перераспределения результирующего магнитного потока, состоящего иэ потока постоянных магнитов и обмоток управления, между соответствующими группами зубцов, Трудоемкость изготовления двигателя снижается эа счет обеспечения коррекции взаимного смещения групп зубцов охватывающего и охваченного полюсов в диапазоне изменения Х 2 в пределах от О до 2.К и выполне— ния коррекции на этапе сборки двигателя.

В предлагаемом двигателе погрешность O Xz величины Х определяется погрешностью поворота втулки. При повороте втулки с точностью о 30, что реализуется градуировкой окружности втулки простыми средствами, погрешность д Х > не превьппает 0,57 от вел чины У2, а зто позволяет проводить прецизионну настройку зубцовых зон в процессе сборки двигателя с точностьн до нескольких микрон.

Ввиду того, что настройка рабоче— но положения зубцовых зон охватывающего и охваченного полюсов производится в процессе сборки магнитопроводов, зубцы выполняются беэ их привязки к базовой координате полюсов.

Отсутствие базовой координаты упрощает технологию выполнения зубцовых зон и снижает трудоемкость изготовления двигателя.

10

Повьппение точности позиционирования достигнуто эа счет прецизионной настройки зубцовых групп охваченного и охватывающего полюсов без нарушения параллельности ориентации их зубцов.

В предлагаемой конструкции двигателя угол настройки зубцовых зон не ограничен, а точность смещения определяется величиной эксцентриситета и точностью установки втулки в заданное угловое положение.

25 формула изобретения

Линейный шаговый электрбдвигатель, содержащий ферромагнитное зубчатое основание и индуктор, состоящий из ярма, двухполюсных магнитопроводов с обмотками управления между полюсами и постоянных магнитов, размещенных между ярмами и магнитопроводами, магнитопроводы установлены в направляющих пазах ярма, один из полюсов

3 магнитопровода охвачен другим полюсом этого же магнитопровода, на торцовых поверхностях полюсов, обращенных к зубцам ферромагнитного осно40 вания, выполнены группы зубцов, зубл цы каждой группы выполнены с шагом отличающийся тем, что, с целью снижения трудоемкости изготовления и повышения точности позиционирования, он снабжен ферромагнитными втулками, каждая из которых размещена между охваченными и охватывающими полюсами каждого магнито( провода со стороны постоянного магнита с возможностью поворота относительно полюсов, внутреннее цилиндрическое отверстие втулки выполнено эксцентричным относительно ее наружной цилиндрической поверхности с эксцентриситетом с, удовлетворяющим л

"г условию — Е (л .К. где К = 1,2, 1527690

1527690

Составитель Л. Шакина

Техред И.Дидык Корректор Э.Лончакова

Редактор H. Тупица

Заказ 7517/56

Тираж 648

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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