Шаговый микроэлектродвигатель /его варианты/

 

<»i92 09 75

Союз Советскин

Социалистическин

Республик

Ф е . I/ ,и (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 24.10.79 (21) 2844311/24-07 (51}М. Кд. с присоединением заявки РЙ

Н 02 К 37/00

Гасударственный комитет (23) Приоритет

Опубликовано 1 5.04.82. Бюллетень М14

Дата опубликования описания 1 5.04.82.(53 } УДК621.313: .1 3-1 33.3 (088.8) по долам изобретений и отнрытийи В.И. Калашнико т

1 т, Научно-исслелователвский институт/ часоеае.,ероуквлвленн тн (72) Авторы изобретения (7I) Заявитель (54) ШАГОВЫЙ МИКРОЭЛЕКТРОДВИГА ТЕЛЬ (E fO BAРИЛНТЫ) Изобретение относится к эпектричес кнм микромашинам, в частности к шаговым микродвигателям, и может быть наиболее эффективно использовано в часовой промышленности при производстве

1 электронно-механических часов.

Известны шаговые микродвигатели с радиальным рабочим зазором., содержащие статор с катушкой управления, qa сердечнике которой закреплены полюсные î башмаки, и ротор. Фиксация ротора в этом. двигатепе осутцествпяется с помощью цилиндрических пазов, выполненных в полюсных башмаках P) .

Основным. недостатком известного

l5 шагового микродвигатепя является низкая технологичность, обусловпенная сложностью установки с достаточной точностью полюсных башмаков относительно ротора и друг apyra.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству является шаговый микроэлектро::вигатель, содержаший статор с сердечником, имею шим полюсные наконечники и на котором размещена катушка управления, ротор с постоянными магнитами, намагниченными в осевом направлении, установленный с осевым зазором относительно полюсных наконечников статора, и фиксатор (2) .

Фиксация ротора в этом микродвигателе осуществляется с помощью направленных к ротору выступов на одной из пар полюсных наконечников, что определяется сложностью изготовления основных деталей (так, отгиб на одной из пар полюсных наконечников микронных выступов практически невозможен с достаточной точностью), Величины зазоров между основными деталями измеряются десятками микрон и, следовательно, незначительное изменение зазоров между каждой парой полюсных наконечников, между наконечниками и ротором, переносы каждой пары полюсных наконечников относительно плоскости, параллельной торцовой поверхностью ротора, приводит к резкому ухудшению харектеристи3

40 ки двигателя, в частности к снижению величины его момента. Так, например, для микродвигателя мощностью 3-5 мкВт ошибка при выставлении зазора между полюсными наконечниками в 0,1 мм сни- 5 жает момент двигателя вдвое. Неточное выставление зазора между полюсными наконечниками с выступами для фиксации и торцовой поверхностью ротора может вызвать паразитную фиксацию, и как следствие, останов двигателя.

Цель изобретения - упрощение изготов. ления шагового микроэлектродвигателя.

Поставленная цель достигается тем, что у шагового микроэлектродвигателя, 15 содержащего статор с катушкой управления, на сердечнике которой закреплены . полюсные наконечники, ротор с осевой намагниченностью, установленный с осевым зазором относительно полюсных на-

20 конечников статора, и фиксатор, последний выполнен в виде ферромагнитного ко-льца с шириной, переменной по угловой координате, установленного с осевым за25 зором относительно ротора с противоположной стороны от полюсных наконеч ников статора.

Фиксатор может быть выполнен в виде ферромагнитного диска, установленного с .осевым зазором относительно ротора с противоположной стороны от полюсных наконечников статора и на поверхности которого вдоль диаметра имеется выотуп.

Сравнивая оба варианта выполнения фиксатора заметим, что первый из перечисленных вариантов обладает некоторым преимуществом, определяемым меньшим расходом ферромагнитного материала на его изготовление и вследствие этого .меныней.массой всей конструкции.

На фиг. 1 представлен микродвигатель, разрез; на фиг. 2 - микродвигатель, вид сверху", на фиг. З,и 4 - фиксатор, варианты выполнения.

lS

На концах сердечйика.1 катушки управления 2 статора закреплены Г»образные плоские полюсные наконечники 3 и 4, установленные с зазорсм относительно друг друга. Жестко закрепленный на валу 5 дисковый ротор 6 с постоянными магнитами 7 и 8 установлен с осевым зазором относительно полюсных наконечников 3 и 4 статора. Постоянные маг« ниты 7 и 8 ротора 6 выполнены прямо- 55 угольными и намагниченными встречно в осевом, направлении. С осевым зазором относительно ротора 6 с противоположной от полюсных наконечников 3 и 4 статора стороны установлен фиксатор 9 в виде ферромагнитного диска, Согласно фиг. 3 фиксатор 9 выполнен в виде ферромагнитного диска с выступом вдоль диаметра, ширина выступа равна ширине прямоугольных магнитов

7 и 8. В этом случае изменение магни ной проводимости потока постоянных магнитов 7 и 8 по углу поворота ротора 6 достигается за счет неравномерного осевого зазора между ротором 6 и фиксатором 9.

Согласно фиг. 4 фиксатор 9 выполнен в виде ферромагнитного кольца с шириной, переменной по угловой координате.

Длина меньшей оси отверстия равна расстоянию между обращенными друг к upyry сторонами магнитов 7 и 8 ротора 6.

Максимальная проводимость при этом достигается за счет наибольшей площади зазора между магнитами ротора 6 и фиксатором 9, соответствующая положению фиксации постоянных магнитов 7 и 8 ротора 6 по оси овала фиксатора 9.

Шаговый. микродвигатель работает следующим образом.

При подаче импульса тока в катушку управления 2 магнитный поток, наводимый в полюсных наконечниках 3 и 4 статора, взаимодействуют с поляризованным потоком постоянных магнитов 7 и 8 ротора 6 . В зависимости от полярности импульса тока магнитное поле в осевом зазоре между торцами полюсных наконечников 3 и 4 статора и постоянными магнитами 7 и 8 ротора 6 ослабляется или усиливается. Возникает вращающий момент, под действием которого ротор 6 поворачивается в положение, при котором через его постоянные магниты 7 и 8 проходит максимальный поток. При отсутствии тока в катушке управления 2 ротор 6 доворачивается в направлении наибольшей магнитной проводимости, т. е. вал микродвигателя доворачивается до

180, Далее после подачи импульса тока о противоположной полярности вследствие того, что полюса статора лишь поменялись местами, ротор 6 отрабатывает следующий шаг в том же направлении, !

Последовательная подача разнополярных импульсов обеспечивает дискретноевращение выходного вала.микродвигателя с указанным шагом.

Таким образом, . выполнение фиксатора в виде ферромагнитного диска, установленного с осевым зазором относительно

1. Шаговый микроэлектродвигатель, содержащий статор с сердечником, име-. имеющим полюсные наконечники и на котором размещена катушка управления, ротор с постоянными магнитами, намагниченными в осевом направлении, установленнйй с осевым. зазором, относительно полюсных наконечников статора, и, фиксатор, отличающийся тем, что, с целью упрощения изготовления, фиксатор выполнен в виде ферромагнит- у ного кольца с шириной, переменной по

5 92 ротора с противоположной от полюсных наконечников статора стороны, позволяет исключить паразитную фиксацию за счет неточной установки полюсных наконечников статора. Кроме того, выполнение фиксатора в виде отдельного конструктивного элемента позволяет упрос тить регулировку микродвигателя при сборке, тем самым существенно упростить его изготовление, /

Формула изобретения

0975 6 угловой координате, установленного с осевым зазором относительно ротора с

1 противоположной стороны от цолюсных наконечников статора.

2, Шаговый микроэлектродвигатель, содержащий статор с сердечником, имеющим полюсные наконечники и на котором размещена катушка управления, ротор с постоянными магнитами, намагниченными в осевом направлении, установленный с осевым .зазором относительно полюоных наконечников статора, и фиксатор,, отличающийся тем, что, с целью упрощения изготовления, фиксатор выполнен в виде ферромагнитного диска, установленного с осевым зазором относительно ротора с противоположной стороны от полюсных наконечников статора и на поверхности которого вдоль диаметра имеется выступ.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент ФРГ ¹ 2503206, кл, Н 02 К 37/00, 1977.

2. Патент Франции М 2283576, кл. Н 02 К 37/00, 1975.

Составитель С. Венгржановская

Редактор Л. Плисах Техред М, Гер "ель Корректор Л аренд

Заказ 2372/69 Тираж 719 Подписное

ИНИИПИ Государственного комитета СССР но делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4