Шаговый электродвигатель

 

Использование: для дискретного перемещения вала, в частности для привода каретки с печатающей головкой и транспорта бумаги. Сущность изобретения: статор двигателя образован двумя кольцевыми магнитопроводящими пластинами 1 с вырезами по внутренней части, образующие разделенные окнами группы п электромагнитов с зубцами. Обмотки 6, б1 электромагнитов размещены на сердечниках 6, о , которые плотно прилегают к ярмовой части обеих кольцевых пластин. Ротор выполнен в виде диска с аксиально намагниченными N постоянными магнитами чередующейся полярности . Ротор установлен на оси между пластинами статора. Зубцы этих пластин размещены друг против друга и имеют угловой шаг по окружности ротора 4 п/N, зубцы соседних электромагнитов сдвинуты относительно друг друга на 2 л /N.n. Статор двигателя собран при помощи обода 13. Корпуса подшипников вала ротора выполнены из немагнитного материала и прикреплены к кольцевым пластинам статора. 6 ил. /з (Л С 1 ICJ 4 iO 1СЛ

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 Н 02 К 37 /12

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР рyv Q j

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4722526/07 (22) 20.07.89 (46) 30.05.92. Бюл. N. 20 (75) А.И.Соков и Л.В,Касторнова (53) 621.313.13 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N74489,,кл. Н 02 К 37/00, 1948.

Патент ФРГ ЛЬ 3049234, кл. Н 02 К 37/12, 1981. (54) ШАГОВЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ (57) Использование: для дискретного перемещения вала, в частности для привода каретки с печатающей головкой и транспорта бумаги, Сущность изобретения: статор двигателя образован двумя кольцевыми магнитопроводящими пластинами 1 с вырезами по внутренней части, образующие разде„„. Ы„„1737654 А1 ленные окнами группы п электромагнитов с зубцами, Обмотки 6, 6 электромагнитов размещены на сердечниках 6, 6, которые г плотно прилегают к ярмовой части обеих кольцевых пластин. Ротор выполнен в виде диска с аксиально намагниченными N постоянными магнитами чередующейся полярности, Ротор установлен на оси между пластинами статора. Зубцы этих пластин размещены друг против друга и имеют угловой шаг по окружности ротора 4 л/N, зубцы соседних электромагнитов сдвинуты относительно друг друга на 2 7т /N,ï. Статор двигателя собран при помощи обода 13, Корпуса подшипников вала ротора выполнены из немагнитного материала и прикреплены к кольцевым пластинам статора. 6 ил.

1737654

Изобретение относится к электротехнике, к электрическим шаговым двигателям для дискретного перемещения вала, в частности для привода каретки с печатающей головкой и транспорта бумаги.

Целью изобретения является упрощение конструкции, повышение точности и

КПД.

На фиг, 1 изображен двигатель, поперечный разрез; на фиг, 2 — то же, вид с торца; на фиг. 3 — магнитные полюса ротора; на фиг,4 и 5 — примеры выполнения обмоток и схемы управления током; на фиг, 6 — кольцевая магнитопроводящая пластина статора, Магнитопроводящие кольцевые пластины 1 расположены по торцам магнитного ротора 2. Статорные пластины имеют групI пы зубцов 3 и 3, выходящих из ярмовой части 4 и 4 . В области ярма расположены катушки 5 и 5, имеющие сердечники 6 и 6, плотно прилегающие к магнитопроводящим кольцевым статорным пластинам. Магнитная часть ротора намагничена аксиально и имеет магнитные полюса 7 чередующейся полярности.

Электромагниты с зубцами расположены относительно друг друга с угловым сдвигом, равным 2zt/N и, где N — число полюсов ротора; п — число электромагнитов.

В ярмовой части каждой группы зубцов имеются окна 8 и 9, назначение которых уменьшить магнитное влияние катушек между собой и образование перемычек 10 и

11 для механической связи полюсных групп в кольцеобразную статорную пластину.

В центре каждой статорной пластины к концам зубцов прикреплен, например, пайкой корпус подшипника 12, выполненный из немагнитного материала. Такая конструкция позволяет создать жесткость статорной пластины и использовать ее в качестве корпуса двигателя. Отверстия — просветы между зубцами способствуют лучшему охлаждению обмоток. Все детали двигателя соединены с помощью обода 13 путем завальцовки его кромок. Изоляционные пластины 14 служат для фиксации сердечников катушек в нужном положении и изоляции проводов катушки от статорных пластин.

Статорные катушки в зависимости от схемы включения имеют два вывода или три с отводом от средней точки. Подключение катушек производится по схеме фиг. 4 или фиг. 5.

Двигатель работает следующим образом, При подаче тока в катушку какого-либо электромагнита зубцы этого электромагнита приобретают определенную, обусловлен5

50 ную направлением тока полярность и, взаимодействуя с намагниченными секторами ротора, устанавливают ротор в определенное положение так, что создается последовательная магнитная цепь электромагнита и постоянного магнита ротора. Положение ротора при этом устойчивое, благодаря взаимодействующим магнитным силам разноименных полюсов. Зубцы других электромагнитов в этот момент располагаются между полюсами намагниченных секторов ротора со сдвигом, равным 2 л/N-п.

При отключении тока в этом электромагните и включении его в соседнем происходит элементарный поворот ротора в направлении разноименных полюсов ротора и статора.

Далее отключается ток в этом электромагните и включается в соседнем (в случае двух электромагнитов — в первом) и т.п„причем при следующем круге переключений катушек направление тока в катушках меняется на обратное.

Выполнение статорной части всего из двух одинаковых кольцеобразных пластин с зубцами, изготовленных методом плоской вырубки, а также уменьшение вдвое количества статорных катушек упрощает конструкцию. Статорные пластины являются также и несущей частью корпуса, Кольцеобразные пластины, расположенные по торцам катушек своей непрерывной массой (ярмовая часть кольцеобразных пластин), более полно собирают магнитный поток и уменьшают поля рассеяния. Поскольку форма наконечников статора может быть BbllloflHBHB по форме сечения магнитного полюса ротора — сектора, то обеспечивается возможность более полно использовать магнитный поток. Высокая технологичность электродвигателя позволяет сравнительно просто достичь геометрического совпадения зубцов статора с полюсами ротора, так как зубцы статора выполняются штамповкой за один прием и имеют однозначное положение, а геометрическое совпадение зубцов статора и полюсов ротора уменьшает магнитные потери, Легкая достижимость геометрического совпадения зубцов статора и полюсов ротора повышает также и точность углового шага двигателя. Наличие сквозных отверстий между зубцами статора улучшает условия охлаждения катушек.

Формула изобретения

Шаговый электродвигатель, содержащий статор, имеющий и электромагнитов по числу фаз с зубцами и сердечниками, охваченными обмотками, дисковый ротор с полюсами, выполненными в виде аксиально

1737654

55 намагниченных N постоянных магнитов чередующейся полярности, и установленный с торцовым зазором относительно зубцов электромагнитов статора, причем эти зубцы установлены напротив друг друга и имеют угловой шаг по окружности ротора 4л /N, а зубцы соседних электромагнитов разных фаз сдвинуты относительно друг друга на

2 x/N п, подшипники вала ротора с немагнитными корпусами, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции и повышения КПД, статор снабжен двумя кольцевыми магнитопроводящими пластинами, примыкающими с обоих торцов к сер5 дечникам электромагнитов с обмотками, на внутренней части которых выполнены вырезы, образующие разделенные окнами группы электромагнитов с зубцами, а немагнитные корпуса подшипников прикреплены к кольце10 вым пластинам статора.

1737654

1737654

45

Составитель Н.Н.Амеличкина

Техред М.Моргентал Корректор А, Осауленко

Редактор Е.Копча

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

Заказ 1902 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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