Шаговый электродвигатель
(72) Авторы изобретения
А.И. Краснопевцев и Д.Я. Суражский
Научно-исследовательскии институт приборостроения
Государственного комитета по гидрометеорологии и контролю природной среды (7I ) Заявитель (54) ШАГОВЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ
Изобретение относится к электротехнике, в частности к шаговым элек трическим двигателям, которые находят широкое применение в дискретном электроприводе.
Известны шаговые электродвигатели, содержащие статор с обмоткой и ротор с постоянным магнитом $1J.
Однако эти двигатели имеют сравнительно низкий пусковой момент, существенно зависящий от качества сбор- о ки двигателя.
Наиболее близким по технической сущности к изобретению является шаговый эЛектродвигатель, содержащий статор с обмоткой управления, расположенной на стержневом магнитопроводе, имеющем полюсные наконечники, и ротор, снабженный кольцевым постоянным магнитом, установленным с радиальным зазором относительно
20 полюсных наконечников (2 J. Однако этот двигатель имеет ограниченное применение в связи с тем, что его ротор имеет однонаправленное вращение.
Цель изобретения — расширение функциональных возможностей за счет двухстороннего вращения ротора.
Поставленная цель достигается тем, что двигатель снабжен дополнительной обмоткой, ферромагнитной пластиной, причем дополнительная обмотка выполнена дисковой, размещена соосно с ротором и с аксиальным зазором относительно его постоянного магнита и электрически соединена с обмоткой управления, а ферромагнитная пластина выполнена в виде диска, который имеет вырезы и прилегает к обмотке со стороны, противоположной магниту.
При этом целесообразно указанный двигатель снабдить вторым комплектом, состоящим из дополнительной обмотки и ферромагнитной пластины, расположенным с другой стороны магнита ротора.
930516 ф
На фиг. 1 представлен предлагаемый двигатель, вид в плане; на фиг.2 и 3 представлены разрезы двигателя по стрелкам, указанным на фиг. 1 на фиг. 4 (d, 5, 9, 1,) — положенйя ротора двигателя, иллюстрирующие принцип работы двигателя.
Электродвигатель содержит обмотку 1 управления, размещенную на стержневом магнитопроводе 2, который снабжен полюсным наконечниками 3.
Ротор выполнен с кольцевым постоянным магнитом 4, установленным на валу 5 с радиальным зазором относительно полюсных наконечников 3 и с аксиальным зазором относительно обмоток 6. С другой стороны к обмоткам
6 прилегают ферромагнитные полудиски 7. Обмотки 6 и пслудиски 7 установлены в немагнитных обоймах 8, при этом полудиски 7 расположены симметрично относительно оси симметрии всего двигателя (фиг. 1)
Обмотка 1 и обмотки 6 соединены между собой последовательно. По создаваемому магнитному полю обмотки
6 соединены между собой встречно.
Двигатель работает следующим образом.
При обесточенных обмотках 1 и 6 ротор 4 занимает одно из положений, приведенных на фиг. 4 d, 6, Ь, х, При подаче импульса тока в обмотки 1 и 6 с направлением, указанным на фиг. 4 б., стрелками, ротор начнет поворачиваться по часовой стрелке, так как благодаря магнитному потоку, .созданному обмоткой 6 и сконцентрированному полудисками 7, общее магнитное поле в зазоре между магнитом 4 и наконечниками 3 станет не симметрииным - на левой половине. верхнего наконечника 3, являющегося северным полюсом, оно усилится, а на левой половине нижнего наконечника
3, являющегося южным полюсом, оно станет слабее.
Электромагнитные силы отталкивания создают направленный по часовой стрелке момент и заставляют повернуться ротор до положения, показанного на фиг. 4 9. В момент отсутствия тока в обмотках 1 и 6 ротор займет положение, соответствующее указанному на фиг. 4 1, т.е. по оси симметрии наконечников 3. Подача импульса в обмотки 1 и 6 с обратной
„полярностью вновь приведет к не1симметрии магнитного поля в рабочем г (зазоре, при этом в левой половине верхнего наконечника 3, представляющего уже южный полюс, поле опять будет усиливаться, а на левой половине нижнего наконечника 3, являющегося северным полюсом, будет ослабляться, что приведет к направленному действию электромагнитных сил отталкивания, которые создадут враща!
О .ющий момент, действующий по часовой стрелке. По окончании импульса ротор вновь займет положение, показанное на фиг. 4 d> что обеспечит повторение цикла.
Изменение направления вращения ротора производится переключением концов обмотки 6 по отношению к обмотке l. В этом случае усилие магнитного поля будет происходить в рабочем зазоре на левой стороне нижнего наконечника 3, а ослабление — в левой стороне верхнего наконечника 3, что в совокупности создает вращающий момент, действующий против часовой стрелки.
Таким образом, за счет двухстороннего направления вращения ротора двигателя существенно расширяются его функциональные возможности.
Формула изобретения
1. Шаговый электродвигатель, содержащий статор с обмоткой управления, расположенной на стержневом магнитопроводе, имеющем полюс ные наконечники, и ротор, снабженный кольцевым постоянным магнитом, установленным с радиальным зазором относительно полюсных наконечников, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет двухстороннего вращения ротора, двигатель снабжен дополнительной обмоткой и ферромагнитной пластиной, причем дополнительная обмотка выполнена дисковой, размещена соосно с ротором и с аксиальным зазором относительно его постоянного магнита и электрически соединена с обмоткой управления, а ферромагнитная пластина выполнена в виде диска, которцй имеет вырезы и прилегает к обмотке со стороны, противоположной магниту.
2. очаговый электродвигатель по и,. 1, отличающийся тем, что он снабжен вторым комплектом, состоящим из дополнительной обчотки и ферромагнитной пластины, pac-5 .йоложенным. с дру1ой стороны магнита ротора.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
930516
1. Патент США и 3991332э кл. 310-49, 1976.
2. "атент C2A N 3949251, кл. 310-49, 1976 (прототип).
930516
Составитель 8. Калишкин
Редактор А. Шандор Техред Е. Харитончик Корректор У. Пономаренко
Заказ 3 9/75 Тираж 719 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,
