Многофазный шаговый электродвигатель

 

Использование: электротехника, дискретный шаговый электропривод. Сущность: Предложенный шаговый электродвигатель, содержащий ротор с числом зубцов Zp и статор со смещенными относительно друг друга на угол t, соответствующий перемещению ротора на один шаг, фазными зонами, каждая из которых состоит из двух рядом расположенных зубчатых полюсов, охватываемых послеДовательно-встречно соединенными между собой катушками фазы, при этом угол между серединами крайних смежных зубцов этих двух зубчатых полюсов а m-n t, а угол между серединами смежных зубцов зубчатых полюсов соседних фазных зон /3 (m/2 k+1).t, где т - число фаз двигателя , п и к - любые целые числа, не равные О, t 360°/m Zp - угол поворота на один шаг, выполнен с числом фазных зон т, причем если одно из чисел т или Zp четные, то второе - нечетное, а угол между серединами оснований смежных зубчатых полюсов у принят в диапазоне от 360°/2-т до 360°/2 т - - 0,5 t для зубчатых полюсов одной фазы и до 360°/2т + 0,5 t для смежных зубчатых полюсов различных фаз. Устройство позволяет расширить диапазон единичного шага перемещения. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 Н 02 К 37/00

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ (21) 5000334/07 (22) 21.07.91 (46) 07.06.93. Бюл. й. 21 (76) M.È.Ëósèí (56) Патент США М 46338195, кл. Н 02 К 37/00, 1987. (54) МНОГОФАЗНЫЙ ШАГОВЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬЬ (57) Использование; электротехника, дискретный шаговый электропривод. Сущность:

Предложенный шаговый электродвигатель, содержащий ротор с числом зубцов Zp u статор со смещенными относительно друг друга на угол с, соответствующий перемещению ротора на один шаг, фазными зонами, каждая из которых состоит из двух рядом расположенных зубчатых полюсов, охватываемым послеДовательно-встречно соедиИзобретение относится к электротехнике, а точнее- к шаговым электродвигателям.

Цель изобретения — устранение указанных недостатков, т.е. упрощение технологии изготовления и повышение энергетических показателей шаговых двигателей, На чертеже изображена принципиальная схема предложенного шагового электродвигателя.

Изображенный четырехфазный шаговый электродвигатель содержит пассивный ротор 1 из листовой электротехнической стали с равномерно распределенными по окружности зубцами 2, число которых 2Р = 25 нечетно; статор 3 также из листовой элек„„Я „„1820982 АЗ ненными между собой катушками фазы, при этом угол между серединами крайних смежных зубцов этих двух зубчатых полюсов а= m и т, а угол между серединами смежных зубцов зубчатых полюсов соседних фазных эон P = (m/2 1+1)», где m — число фаз двигателя, и и k — любые целые числа, не равные

0, t -360 /т 2р — угол поворота на один шаг, выполнен с числом фазных эон m, причем если одно из чисел m или 2Р четные, то второе — нечетное, а угол между серединами оснований смежных зубчатых полюсов у принят в диапазоне от 360 /2 m до 360 /2.е— — 0,5 t для зубчатых полюсов одной фазы и до 360 /2.m + 0,5 t для смежных зубчатых полюсов различных фаз, Устройство позволяет расширить диапазон единичного шага перемещения. 1 ил. тротехнической стали со смещенными относительно друг друга на t фазными зонами, QQ каждая из которых состоит из двух рядом Я1 расположенных зубчатых полюсов 4, охва- О) тываемых последовательно-встречно соединенными между собой катушками 5 фазы, и содержащих по три зубца 6. При этом угол между серединами крайних зубцов 6 смежных зубчатых полюсов 4 фазной зоны и =

= в.п:т = 4 1 3,6 = 14,4О, т.к. m = 4, и = 1, а т = 360 /m Zp = 360 /4 25 = 3,6О. Угол между 1(ф7 серединами смежных зубцов 6 зубчатых полюсов 4 соседних фазных зон P = (m/2 k+ 1) х х t = (4/2.2 + 1).3,6 = 18О, а угол между серединами зубчатых полюсов у = 360 /2-m =

= 360 /2.4 = 45О.

8 шзговых двигателях с малым угловым шагом t для упрощения конструкции штампа и Облегчения укладки в пазы катушек зубчатые полюса выполняются прямыми, т.е, имеют одинаковую ширину по всей высоте. 8 этом случае угол у между серединами ОсновзниЙ зубчатых полюсов ОДНОЙ з„ы принимается равным 3600/2 m = 0 5 а между серединами оснований смежных зубчатых полюсов различных фаз равным

360 /2 m+0,5 t.

Также в двигателях с малым угловым шагом t для облегчения укладки катушек в пазы статора коэффициенты и и k принимаются большими, т.к, в этом случае расстоя- 15 ние между . зубчатыми полюсами увеличивается за счет уменьшения числа. зубцов на зубчатых полюсах.

Упрощение технологии изготовления предложенного шагового двигателя дости- 20 гается его выполнением с числом фазных зон равным гп, т.к. в атом случае вдвое, по сравнению с прототипом, уменьшается число зубчатых полюсов статора, а соответственно и число его катушек, 25

Повышение энергетических показателей достигается также за счет уменьшения вдвое числа пазов статора, т.к. при этом

=.íà÷èòåëüíî увеличивается обьем пазов, а соответственно уменьшаются потери в ме- 30 ди фазных обмоток и возрастает индукция в зубцах, что приводит к увеличению момента нз Валу шагового дВигзтеля, Из-за наличия в фазе только одной фазной зоны при работе двигателя ротор испы- 35 тывает одностороннее тяжение. Однако, учитывая, что шзговые двигатели выполняются, как правило, малогабаритными, величина этого тяжения не менее чем на порядок меньше допускаемой радиальной нагрузки на подшипники ротора и поэтому не может повлиять на их долговечность.

Предложенный шаговый электродвигатель может быть выполнен с активным ротором, состоящим из двух, смещенных относительно друг друга на 0.5 зубцового деления половин, между которыми установлен кольцевой магнит.

Формула изобретения

Многофазный шаговый электродвигатель, содержащий ротор с числом зубцов Ер и статор со смещенными относительно друг друга фазными зонами, каждая из которых состоит из двух, рядом расположенных зубчатых полюсов, охватываемых последовательно-встречно соединенными между собой-катушками фазы, О т л и ч а ю шийся тем,что, с целью повышения технологичности изготовления и энергетических показателей, он выполнен с числом фазных зон, равным m, где m — число фаз, причем, если одно из чисел m или Zp является четным, то второе — нечетным, угол а между серединами крайних смежных зубцов каждой фазной зоны и угол,8 между серединами смежных зубцов. зубчатых полюсов соседних фазных зон равны соответственно а= mnt, Â= (m:2Ê+

+1) т, С где и и К вЂ” целые числа, не равные 0; (— угол, соответствующий перемеще.нию ротора за один шаг, а угол между серединами оснований смежных зубчатых полюсов находится в диапазоне от 360 2" m до 360 /2 m — 0,5 t для зубчатых полюсов одной фазы и до 360 /2 е + 0,5 t для смежных полюсов разных фаз.

1820982

Составитель M.Ëóçèí

Техред M.Mîðãåíòàë Корректор M.Ïåòðîâà

Редактор

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

Заказ 2044 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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