Шаговый электродвигатель

 

О П И С А Н И Е <»t54S049

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 14.03.75 (21) 2117828/25 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (43) Опубликовано 05.02.77. Бюллетень № 5 (45) Дата опубликования описания 23.03.77 (51) М.Кл. Н 01 L 41/10

Хосуларствеииый комитет

Соеета Министров СССР (53) УДК 537.228.1 (088.8) ло илам изобретений и открытий (72) Автор ы изобретения

В. В. Зотов и В. А. Титов (71) Заявитель (54) ШАГОВЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЪ

Изобретение относится к электротехнике, а более конкретно к шаговым электродвигателям, работающим на основе электрического деформирования исполнительного элемента и предназначенным для использования в высокоточных системах автоматического наведения, в механических сканирующих устройствах, в высоко|точных стан ках.

Известны:шаговые электродвигатели, якорь которых может совершать на плоском статоре движение в двух взаимно перпендикулярных направлениях (11.

Известен также шаговый электродвигатель, работающий на основе электрического деформирования исполнительного элемента, содержащий статор, состоящий из двух пар сердечников из ферромагнитного материала, снабженных обмотками, и якорь, состоящий из двух па1р о пор, жестко связанных между собой электрически деформируемым элементом (HBIIIpHMep, пьезоэлементом). Сердечники статора имеют сложный, профиль в сечении, расположены параллельно друг другу и служат направляющими для опор якоря, а электрически деформируемый элемент состоит из .набора 1пьезокерамических пластин, скрепленных в пакет токо проводящими спа ями-электродами, плоскости которых пе р пендикуля рны направлению перемещения якоря (2)..В этом электродвигателе перемещение якоря ограничено одной степенью свободы (якорь может двигаться только вдоль сердечника), что обусловлено расположением и формой

5 сердечни ка статора. Точность и стабильность шага двигателя опраничены нестабильностью металлокерамических спаев-электродов в электрически деформируемом элементе.

Целью изобретения является увеличение числа степеней свободы якоря.

Указанная цель достигается тем, что в шаговом электродвигателе, имеющем статор из ферромагнитного материала и якорь в виде опор из ферромагнитного материала, жестко

15 соединенных электрически деформируемым элементом, статор выполнен в виде монолитной,плоской;плиты, а опоры якоря имеют элект рические обмотки и выполнены в виде электромагнитов, при этом электромагниты сопрягаются со статором поверхностями своих полюсов.

На чертеже, показан .предложенный шаговый электродвигатель.

Шаговый элекгродвпгатель имеет статор

1, вьополненный в виде монолитной inлиты из ферромагнитного материала, и якорь, состоящий из двух опор 2 и 3, соединенных между собой электрически деформнруемым элементом 4 из,пьезоэлектрического материала, наЗо пример кварца или пьезокерамики. Опоры 2

546049 и 8 якоря выполнены в виде электромагнитов, содержащих обмотки 5 и б. Полюса электромагнитов контактируют с опорной поверхностью статора 1. Электроды 7 на электрически деформируемый элемент 4 нанесены параллельно направлению, перемещения опор 2 и 8 якоря.

Шаговый двигатель работает следующим образом.

В исходном состоянии на электрически деформируемый элемент через электроды 7 подают напряжение, котарое удерживает этот элемент в деформированном состоянии. При подаче тока в обмотку 5 опоры 2 последняя притягивается к стато!ру 1 и удерживается на нем. Затем полярность электрического напряжения на электродах 7 меняю т на обратную, вследствие чего элемент 4,деформируется в противоположную сторону. За счет изменения деформации элемента 4 Опора 8 перемещается на величину этого изменения, после чего закрепляется на статоре 1 при подаче тока в обмотку б. После закрепления опоры 8 ток, текущий через обмотку 5, отключает опору 2, и опора освобождается. Затем полярность .напряжения на элементе 4 меняют на противоположную, вследствие чего элемент 4 возвращается в исходное состояние и тем самым перемещает опору 2 на расстояние, соответст вующее величине деформации. Таким образом, осуществляется шаговое перемещение электродвигателя в любом заданном направлении в плоскости статора 1.

Регулирование величины шага двигателя производят изменением способа подачи напряжения на электрически деформи руемый элемент, а также варьированием амплитуды этого напряжения.

Формула изобретения

Шаговый электродвитатель, содержащий статор из ферромагнитного материала и якорь в виде опор пз ферромагнитного материала, жестко соединенных посредством электрически дефармируамого элемента, о т л и ч а ющийс я тем, что, с целью увеличения числа степеней свободы якоря, статор выполнен в виде монолитной плоской плиты, а опоры яко20 ря имеют электрические обмотки и !выполнены в виде электромагнитов, при этом электромагниты сопрягаются со статором поверхностями своих полюсов.

Источники информации, принятые во внимание при экопертнзе:

1. Патент США № 3851196, кл. 310 — 12, 1974 г.

2. Патент ГДР № 92968, М. Кл. зО Н 02п 11/00, 1972 r. (прототип).