Линейный шаговый электродвигатель

 

Все:

>4 т

/ .

С А Н И Е" (»1476640

Со1оз Советских

Социалистических

Республик

О p (bl) Зависимое о1 авт. свидетельства—,2 ) "- I;!ü.«е !о 12.С2.73 (21) 18826со8,24-7

1О1) 1. 1,л. Н О21 33,;Е с присоелинением заявки—

Государственный комитет

Совета Министров СССР ло делам изобретений

N открытий (32) Прпоритет—

l ! Опубликовано 05.07.75. Q,o 1л -,,с-!!ь, о 5

Дата oilh Oликования Опllса!1«я 05.0-, .70 (o3) 3 лii в21.313. :!2 (Ci 8.8) (72) Авторы изобретс-i«ÿ

Б. А. f .воботен e. E. Е. Луценко, Vi. 1. Бли-;ol, O. Я. Грицииа и 10. (.. сурет!11

Ыосковс !I! ордена Лен!.иа знсргетичес(,лй институт (71) Заявитель (54) Л И К Е 1» Ы Ы!-" ЛА ГО 8 Ы Г ЗЛ Е Кт 1- ОД В H !" АТ Е ". Ь

I I;>ÿccòIih! .-«ней« .!с ш";.ã"оные элект;олв«гатели, содерж .ùèå статор с рав::омер«о располозкеli«I>! ми вло: !ь Окр жнос1!I г! О, 1юc(I h! II, снао:кенн!.1ми поперечными лугозь.;i;I зубц,".ми, и ферромаг«итный якорь с в!пятовыми зуб:!ами на его цили«лрической повер;«ости.

В преллагаемо.,l электролв:!гателе с целью повь!шсния точности перемещения якорь с«аожен дополнительными продольными зубцами, расположенными равномерно на его поверхности и введен дополнительный статор с обмотками, взаимодействующий с продольными зубцами.

Кроме того, винтовые и продольные зубцы якоря расположены аксиально на общей цилиндрической поверхности, а статоры сдвинуты в аксиальном направлении относительно лруг друга на расстояние, равное холу якоря, указанные зубцы выполчены на общей винтовой цилиндрической поверхности якоря, а статоры сдвинуты в аксиальном направлении относительно друг друга на расстояние, не меньшее, чем вылет лобовых частей их обмоток, и указанные зубцы выполнены на коаксиальных поверхностях полого якоря, а статоры расположены концентрично.

На фиг. 1 изображен линейный шаговый электродвигатель с аксиально смещенными винтовыми и продольными зубцами в продольном разрезе; на фиг. 2 и 3 соответственно показа!!ы го«е-;;е:1«;!(. ссчс1!«я, l!!«>и: о««г>ращ;!1(:щейся частей:, «а ф«г. -I —:лсктрслг> !ватель = продольными л Оцам«, coE.,.ciöc«1ыми с винт,.Г>ы\1и 31>бцами I> прОЛОль!" Ом пазэсзс; на фи .

5 5 и б !! >Ображе!! =,.,p;(Tlio:. > i ат(,!ь cooIpе ствснио в «родо lb«ом и го-..срсчном разрез;,; с еоаксиалтиlы|1 рас«О Iож!. !1«сз! статоров.

Согласно первому варна (ту л««ейнь!й III;lговый элсктролв«гатель (фиг. 1. 2 и 3) содержит цилиндрический якорь 1 с г.«нтовой 2 и продольной 8 спсте loll зубцов. расположе 1-!

1ых аксиаль Io от«ос«тельно лруг друга I«I общей Iioi cýêIIoñòè якоря 1. В«(товь!е зубц.-! якогя охзаче«ы кольцевой (поперечной к оси двигателя) системой зубцов 4 статора 5, ( имеющего продольные полюсы 6 с фазным!1 обмотками 7.

Продольная система зубцов 8 якоря 1 охвачена продольной системой зубцов 8 статора

9, предусмотренной на продольных полюс".х

10, снабженных фазными обмотками 11. Число заходов винтовой нарезки 2 равно числ одновременно возбуждаемых и равномерно распределенных по окружности статора 5 полюсов б.

При ограниченных продольных размерах двигателя целесообразно использовать второй конструктивный вариант описываемого двигателя (фиг. 4), где продольная система зубЗО цов 8 якоря 1 выполнена на винтовой 2 ци,3 ,IIIII ()3и !секо!! o(3c(3 ((IOOTI чко)3Я, Я !(Iини\!Я, !ьпое рлсстояпис 10 îcè меж.ló пакетами статоров 5 и 9 опрсдс.;я тся Вылетом лоб(3!3!1х (лете!1 их Обзlоток.

Третий конструктивный. вариант orilfcr IBaeмого двигателя (фиг. 5 и 6) хлрлктеризустся м a . I,û 3 o c c B bl:(t )1 л 3 31 с 13 О ". I I 13 LI c o I(I I 3 (I I c Il o. 1 ь зовапием актиьчюй поверхности якоря 1. В исм г!!птовля 2 и продольная з системы зуоиов якоря Выполнены пл кояксияльных поверхностях, а расположение стлторов л If 9 — концентрическое.

Опоры 12 и 13 всех рассмотренных влрилнToB;fc,»I(III! обсспечивлть движение якоря 1 с двумя стспсиями свободы (вращательное и поступательное f1311>I(CIIIIC) .

Пл приведенных чертежах изoF>pane!31»(oifструкции чстырсхфязных шагoBIIbix двигателей с парной комх!грацией оомоток, треблощис дгзухзaxo;fiiой винтовой нарезки 2 якоря 1.

Элсктродвигятсль работает следующим oF>разом. В процессе его работы Boçîóждаются и ко. !мутируются обмотки обоих статоров 3 и 9.

Взаимодействие системы зубцов 4 статора с винтовой зубцовой зоной 2 якоря 1 при коммутации обмоток 7 гызывлет лшгсйиые перемещения якоря 1 по оси Z (фиг. 1) с шагом тт ая! ———

IL где тя — зубцовое деление зоны 2 якоря и

30!1 bi 4 CTBTOp(i (>; и — ЧИСЛО ТЯКТОВ КОЗ!3!УТЯЦИИ OO!IOTки 7.

Воз и икягощля 11pII этОм состяВ:!яющяя 3 ciië!l ÿ по координате О (фиг. 1) уравновешивается удерживающим моментом поворотной части двигателя (статор 9). Взаимодействие зубцовой зоны 8 статора 9 с зубцовой зоной > якоря 1 при неизменном возбуждении или коммутации обмоток 11 идентично взаимодействию статора и ротора обычного враща!ОщегоСя ШЯГОВОГО дВИГЯТСЛЯ С 112CCIIBliblli pOTOpo (I и обеспечивает фиксацшо определенного углового положения якоря или его шаговые повороты. Таким образом зубцовая система д якоря 1 и статор 9 задают угловое положение якоря 1 и одновременно обеспечивают точное поступательное продвижение якоря 1 с малым шагом. Это объясняется тем, что повороту якоря 1 одновременно соответствует его линейное перемещение (как в обычном винте).

Преобразовагп!е Врлщлтсльного движс !ия в поступательное осущестзляется силами электромагнитного гзаимодейстшгя между зубцовыми зонами 2 и 4.

Каждому поворотному шагу якоря 1 с((, равному где и — число тактов комм .тяции оо !Отки 11;

Z, — число зубцов зоны 3 якоря 1

cooTBcTcTBóсГ псрсмсщспис якоря 1 х . по ос!1

Z, равное

10 с/;2 х(,(t(>(): где г :г — диаметр расточки ставора л;

15 (): — УГОЛ под ьсмя ВиитОВОй линии !Ipif нарезке зубцов зоны 2.

Таким ооразом, требуемое перемещение Z отрабапгывастся в виде двух гру!ш шагов

2 = ."(,(х, чг Х, z,.20

Г 1с . ° 1, . (2 — IIC ° 1 1 «I п (>ЫХ» и «ТО -! 1!ЫХ» f»1!в 1

ГОВ сооТВСТсТВсН110, и 3и !е i (ггх>

25, 3,!3игке13ие 00сих !(00)3дииат 2 1гсбраичсски сум.,llfpyeTcII. Поскольку Общсс перемещение представлено в виде суммы «грубых» If «точ30 ных>> шяГОВ, To IIIc. 1 а их!и льсов Л и, (> В

«грубом» II «Tочном» канале невелики что

1 позволяет работать с ш!зкими !астотами команд. При относительно низкой частоте команд скорость псремсщегшя, опредсляемая

«Гp (Ob 31» I(alia IO (I, If TO!1110CTb ио 3!I U Ilorlll ровапия, опрсде;!ясмая геличиною шага с(>2, . огут быть высокими о.шоврсменно.

Предмет изобретения

1. Линейньш шаговый электродвиглтс, 1ь, содержащий статор с равномерно расположенными вдоль окружности полюсами, снабженными поперечными дуговыми зубцами, и ферромагнитный якорь с виггговыми зубцами на ег0 цилиндрической поверхности, от.гичаюи(ггггся тем, что, с целью повышения точности перемещения, якорь спаожен доно IHHTcëbifûми продольными зубцами, расположенными равномерно на его поверхности, и введен дополнительный статор с обмотками, взаимодействующий с продольными зубцами.

55 2. Электро: в rraтель по п. ), От:Iu«nro rrliся тем, что ш!Итогь;е и продольные зуоцы

III(0p>f рЯСПОложс! IЫ ЯкСИЯ Ibilo Ila Оощсй IIIIлиндрической поверхности, а статоры c,äaèi3óты в лксияльпом направлении один относп60 тельио другого нл расстояние, равное ходу якоря.

3. Электродгиглтель по п. 1, от,гичагогггггггсл тем, что уклзаинь:е продольные зуоцы выполпеllbl íà oofl3åi! винтовой цилиндрической

65 повер (. îñòè якоря, а стяторы сдвинуты в ак476640 сиальном направлении один относительно другого на расстояние не меньшее, чем вылет лобовых частей их обмоток.

4. Электродвигатель по и. 1, отла тющиагя тем, что указанные винтовые и продольные зубцы выполнены на коаксиальных поверхностях полого якоря, а статоры располохкены концентрично.

Редактор В. Фельдман

Составитель 3. Горник

Техред А. Камышникова Корректор И. Симкина

Заказ 174/336 Изд. № 4 Тираж 782 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, К-35, Раушская наб., д. 4/5

Тип. Харьк. фил. пред. «Патент»