Электромеханический шаговый двигатель

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

On ИСаНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<„792508 (6I ) Дополнительное к авт. свид-ву

{22) Заявлено 28.06. 78 (2 Е ) 26359 74/24-0

3 (5! )М. Кл.

Н 02 К 37/00

Н 02 К 7/06 с присоединением заявки,%

Гасударственный комитет (23) Приоритет

Опубликовано 30.12.80 Бюллетень № 48 по делам изобретений и открытий (53) УД К 621. 313..39 (088.8) Дата опубликования описания 30 12 80 (72) Авторы изобретения

A. B. Воробьев и Г. М. Неменатов (7l) Заявитель (54) 1ЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИЙ ШАГОВЫЙ

ДВИГАТЕЛЬ

Изобретение относится к эпектромашиностроению и может быть использовано при создании ш аговых дви га тел ей.

Известен электромеханический шаговый двигатель, в котором якорь соединен с выходным валом кольцевой пружиной, а механизм, преобразующий возвратно-поступательное движение во вращательное, выполнен в виде жестко связанного с яко рем диска, по периметру которого имеются отверстия, взаимодействующие с конуЕО сообразными пальцами, укрепленными на магнитопроводе по обоим торцам диска Е1Е.

Для перемещения выходного вала на

1/2 шага силам электромагнитного проис5 хождения необходимо чреодолеть трение между конусообразными пальцами и отверстиями диска и силу упругости кольцевых пружин. Необходимая намагничивающая сипа катушки при этом значительно увеличится. Копьцеобразные пружины, которые передают момент на вал, обладают определенной крутильной жесткостью и потому имеют ограниченные нагрузочные воз2 можности. Кроме того, эпектромагнитный шаговый двигатель за счет большой массы якоря, значительного воздушного зазора и наличия лишь одного электромагнита имеет невысокую скорость вращения выходного вала и ограниченный момент вращения.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является электромеханический шаговый двигатель, содержащий кольцевой электромагнит, якорь, снабженный возвратной пружиной, выходной вал, корпус и механизм преобразования возвратно-поступательного движения якоря во вращательное движение выходного вала (2).

B известном двигателе цель передачи вращающего момента двигателя содержит низшую пару в виде скошенных пазов, выполненных на внутренней поверхности якоря, и установленного на выходном валу пальца, взаимодействующего с пазами якоря при его возвратно-поступательном движении и сообщающего выходному валу ди7с 2 эл ек тром агни тя., Белья изобретения является увепиче = ние момента и повышение точности вращения в яд я.

Указанная цель достигается тем, что в электромеханическом шаговом двигатепе, содержащем кольцевой электромагнит, якорь, снабженный возвратной пружиной, выходной вял, корпус и механизм преобрязова»ия возвра r»o-пск:тупятепьного движе»ия чкоря во вря|пятельпое движе»ие выходного вяла, имеется по крайней мере две лары коль»евых электромагнитов и в двя разя меньшее кспичетво двусторонних якорей в виде подвижно посаженных ня выход»ой вяп ферромагнитных дисков, механизм преобразования возврат»О-посту"пятепьнот-о дв»женин выполне» в виде распопожепных»а торцаx якорей зуб sa rbrx венпск и олветных зубчатых енцов,, непод, вижио зякреп»енных в кор»усе„причем зубья якорных зубчатых венцов смещены ло от»ошению друг к другу по окружности на угorr, равный Л/Р, где р — число пап»опюсов копь дев ых эл ектри ьРт пятов я копич яств о зубьев «7 каждого з-.тбчатрт o e» -и Од ин я к Ово е

Па фиг. 1 изображен предлагаемый, наrrp;"ìeð, "- етырехфазный электромехя пт:-. -".к.тй шяговый двигате п., разрез; ня

;:;,:;:::r 2 сечение А-А на фиг.l. .-.-, ; еромеханический шаговый двигатель со,, ".; г две пары кольцевых эпектромы китс 3--.2, 3-4, собранных в составном корпусе 5. Во внутрь магнитопроводов кодс цевых электромагнитов запрессованы втупки иэ немагнитного материала, на тор:. .х которых нарезаны мелкомодупьные зубчике венцы 6,7,8,9 с числами зубьев 2 . Кольцевой якорь 10 несет ответные мепкомодупьные зубчатые венпы 11, 12 с чиспами зубьев z. Копьцевой якорь 13 несет м.ветные мелкомодуль»ые зубчатые венпы

14,15 с числами зубьев . Якори 10, 13. имеют скользянтую посадку на шлицевой

Второй импульс управления размыкает цепь питания эпектромягнита 1 и зяЗО мыкает цець питания электромагнита 2.

В момент выхода зубчатого венца 11 из зацепления с зубчатым венцом 6 под действием электромагнитной сипы якорь 13 вводит зубчатый венец 14 в попное эацеппение с зубчатым венцом 8, в результате взпимодейс твия зубьев зубчатых венцов якорь 13 вместе с выходным валом поворачиваетсч на очередной угловой шаг

2JIl z, Якорь 10 под действием электро,@ магнитных сил электромагнита 2 вводит в неполное зацепление зубчатый венец 12 с зубчатым венцом 7. Третий импульс управления размыкает цепь питания электромагнита 3 и замыкает цепь питания электромынита 4. В момент размыкания цепи питания эпектромагнита 3 под действием электромагнитной силы якорь

l0 вводит в полное эяцеппение зубчатый венец 12 с зубчатым венцом 7. В результате взаимодействия зубьев зубчатьтх венцов 12 и 7 якорь вместе с выходным ваном поворячивается на следующий угловой шаг 27Р2, а якорь 13 вводит в неполное зацепление зубчатые

55 венцы 15 и 9. При дальнейшей подаче импульсов управления процесс повторяется и кольцевые якоря каждый раз поворачиваются на угол 2_#_м2шага зубчатого венца. При обратной последовательности с,:.ретное врятпение. Такое звено имеет повышенные механические потери зя счет сил сухого трения, особенно при передаче значительных моментов, и не обеспечивает безпюфтовую передачу сигналя управления. Механизм преобрязовянич движения указанного устройства, представляющий собой сложный в технологическом отношении узел„не позволяет осуществить реверс,. Кроме того, нагрузочные способности и средняя скорость вращения выходного вала ограничены конструкциеи механизмая преобразования возвратно-поступя1 тельного движения и частотой включения вал 16 (фиг.2) и устанавливаются в среднее положение пружинами 17, 18,19,20.

Вершины зубьев венцы 14 сдвинуты относительно вершин зубьев зубчатого венца

11, зубчатого венца 12 — относительно, вершин зубчатого венца 14 и вершины зубьев зубчатого венца 15 — относительно вершин зубчатого венца 12 в плоскости вращения на угол 2Р/ тля шага зубьев, 10 где тл - число фаз двигателя (тлл- 2р).

Вершины зубчатых венцов 11, 12, 14, 15 совмещены в плоскости вращения. Все зубчатые венцы выполнены с одинаковым модулем и числом зубьев. Катушки элект ромагнитов образуют четырехфязную сис« тему упрявленич.

Устройство работает следующим образом.

Первый импульс управления замыкает цепь питания эпкетромагнита 1 и эффект ромагнита 3. Под действием электромагнитных сип кольцевые якоря 10,13 перемещаются, вводя зубчатый венец 11 в полное зацеппение C зубчатым венцом 6 и в неполное зацепление — зубчатый венец 14 с зубчатым венцом 8.

5 79 2508 6 коммутадии пепей питания электромагни- ков механизм еоб

У пр разования возвратнотов происходит реве виг р рс д игвтеля. поступательного движения выполнен в виде расположенных нв торивх якорей зубчатых вендов и ответных зубчатых вендов, неФормул а из обретени я подвижно закрепленных в корпусе, причем зубья якорных зубчатых вениов смещены

Электромеханический шаговый двигатель по отнош ни содержащий кольдевой электромагнит, Э н шению друг к другу по ок, жности нв угол, оавныйГ/р2, где о — число па якорь, снабженный возвратной пружиной,, p р, д о — число пар полюсов электромагнитов, а. количество выходной вал, корпус и механизм преоб- зубьев 2 каждого зубчатого венда одинаразования возвратно-поступательного движения якоря во вращательное. движение выходного вала отличающийся тем, что, с иелью увеличения момента и Источники информа пии, повышения точности, он имеет по крайней 5 прийятые во внимание при экспертизе мере две пары кольпевых электромагни- 1. Авторское свидетельство СССР тов и в двв раза меньшее количество дву- № 221800, кл. (-1 02 К 37/00 1968. сторонних якорей в виде подвижно посажен- 2. Авторское свидетельство СССР ных на выходной вал ферромагнитных дис- ¹ 421095, кл. Н 02 К 37/00, 1974.

12 7 2

ВНИИПИ Заказ 9596/61 Гнраж 783 Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. П роектная, 4