СПОСОБ СБОРКИ ШАГОВОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ Российский патент 1995 года по МПК H02K15/02 

Изобретение относится к технологии производства шаговых универсальных электродвигателей.

Известен способ сборки гармонического шагового электродвигателя, включающий установку на корпусе пластинчатого магнитопровода, обмотки управления, постоянного магнита с наконечником, ротора, немагнитной крышки, взаимную фиксацию элементов электродвигателя (авт.св. СССР N 1647792, кл. H 02 K 37/00, 1986).

В этом способе не реализованы потенциальные возможности упрощения изготовления с повышением производительности, которые обеспечивают предлагаемый способ.

Известен также способ сборки шагового электродвигателя, при котором полюсный наконечник постоянного магнита устанавливается в корпусе до установки в нем самого постоянного магнита, полюсных наконечников сердечников и ротора. Это затрудняет осуществление однозначной ориентации полюсного наконечника постоянного магнита относительно полюсных наконечников сердечников, что усложняет процесс сборки электродвигателя (авт.св. СССР N 1457085, кл. H 02 K 15/00, 1985). Этот способ является наиболее близким к предлагаемому.

Целью предлагаемого изобретения является упрощение процесса сборки электродвигателя.

Для этого в способе сборки гармонического шагового электродвигателя, включающем установку на корпусе пластинчатого магнитопровода, обмотки управления, постоянного магнита с наконечником, ротора, немагнитной крышки, взаимную фиксацию элементов электродвигателя, корпус устанавливают на торце магнитопровода до установки магнита, причем магнит устанавливают в корпусе и на торце магнитопровода до установки фиксатора.

На фиг.1 показан пример конструкции, в которой реализован предлагаемый способ сборки; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 - разрез Б-Б на фиг. 2; на фиг.4 - разрез В-В на фиг.2; на фиг.5 - модификация конструкции согласно фиг.1-4; на фиг.6 и 7 - центральная часть корпуса со штифтами; на фиг. 8 и 9 - другая часть корпуса со штифтами; на фиг.10 и 11 - обмотка на сердечнике магнитопровода; на фиг.12 и 13 - обмотка на составном сердечнике; на фиг. 14 - магнитопровод с обмоткой на части корпуса; на фиг.15 - разрез Г-Г на фиг.14; на фиг.16 - узел на фиг.14 и 15 с центральной частью корпуса; на фиг. 17 - разрез Д-Д на фиг.16; на фиг.18 - узел на фиг.17 с магнитами; на фиг.19 - узел на фиг.18 с фиксатором; на фиг.20 - разрез Е-Е на фиг.18; на фиг.21 - узел на фиг.20 с ротором; на фиг.22 - разрез Ж-Ж на фиг. 21; на фиг.23 - вид с торца на двигатель в сборе; на фиг.24 - еще одна модификация; на фиг. 25 - разрез И-И на фиг.24; на фиг.26 - разрез К-К на фиг. 25; на фиг.27-34 - модификация для случая с прямоугольными магнитами, при этом на фиг.27 и 28 - часть корпуса с колонками; на фиг.29 - сердечник магнитопровода статора; на фиг.30 - центральная часть корпуса; на фиг.31 - магнитопровод с катушками и частями корпуса; на фиг.32 - сборка согласно фиг. 31 с магнитами; на фиг.33 - сборка согласно фиг.32 с полюсным наконечником-фиксатором; на фиг.34 - сборка двигателя согласно фиг.33 после установки ротора и другой части корпуса; на фиг.35 и 36 - модификация сердечников магнитопровода; на фиг.37 и 38 - центральная часть корпуса с колонками для модификации согласно фиг.35 и 36; на фиг.39 и 40 - модификация сердечника для размещения пары катушек; на фиг.41 - дополнительная катушка с сердечником-вставкой; на фиг.42 - пары катушек на сердечнике магнитопровода; на фиг.43 - пример выполнения центральной части корпуса для модификации согласно фиг.39-42; на фиг.44 - пример выполнения сердечников и центральной части корпуса для кольцевого варианта магнита; на фиг.45 - сборка согласно фиг.44 с круглым магнитом; на фиг.46 - вид с торца на модификацию двигателя с литым, например, из пластмассы корпусом; на фиг.47 - разрез Л-Л на фиг. 46; на фиг.48 - вид со стороны выходного конца вала на двигатель согласно фиг.46 и 47; на фиг.49-52 - конфигурация литого из пластмассы корпуса для двигателя согласно фиг.46-48; на фиг.53-55 - конфигурация литой из пластмассы крышки-основания для двигателя согласно фиг.46-52; на фиг.56 и 57 - конфигурация пластины магнитопровода для катушки управления двигателя согласно фиг.46-55; на фиг.58-60 - конфигурация крышки со стороны выходного конца вала для двигателя согласно фиг.46-57; на фиг.61 и 62 - конфигурация фиксатора для двигателя согласно фиг.46; на фиг.63-65 - ротор двигателя согласно фиг.46-62; на фиг.66 и 67 - листы ротора, в увеличенном масштабе.

На центральной части 1 немагнитного корпуса (латунь, пластмасса, алюминий и т. п.) установлен магнитопровод из П-образных сердечников 2 и 3 с полюсными наконечниками 4-7, имеющими зубцы 8-15 соответственно. На сердечнике 2 установлена каркасная катушка 16, а на сердечнике 3 - катушка 17.

В центральной части 1 корпуса выполнены сквозные отверстия 18-21 для размещения аксиально намагниченных цилиндрических постоянных магнитов 22-25, прилегающих к торцам наконечников 4-7 - сердечников 2 и 3.

На магниты установлен зубчатый полюсный наконечник-фиксатор 26. Ротор 27 состоит из цилиндрической магнитопроводящей втулки 28 и двух дисковых частей 29 и 30. Ротор насажен на вал 31, установленный в опорах вращения 32 и 33 других частей 34 и 35 немагнитного корпуса (латунь, пластмасса и т.п. ).

В качестве опор вращения трения скольжения могут служить, например, полированные цилиндрические поверхности отверстий латунных крышек, взаимодействующие с соответствующими поверхностями каленого вала 31. Для точной ориентации сердечников 2 и 3 могут служить, например, направляющие штифты 36-39.

Для ориентации других частей корпуса и фиксатора могут служить, например, штифты 40-43. Крепление элементов конструкции может осуществляться, например, посредством винтов 44-47.

Сердечники 2 и 3 могут быть установлены внутри пластин 48 и 49 (фиг.5). В этом случае на магнитопроводе могут быть установлены дополнительные катушки 50 и 51, которые включаются согласно с катушками 16 и 17. Для ориентации пластины 48 могут служить штифты 52 и 53, а для ориентации пластины 49 - штифты 54 и 55.

Предлагаемый способ осуществляют следующим образом.

В центральной части 1 корпуса (например, литой) запрессовывают направляющие штифты 40-43 (фиг.6 и 7). В части 34 корпуса (например, штампованной) запрессовывают штифты 36-39 и 52-55 (фиг.8 и 9).

Надевают катушки на сердечники 2 и 3 (фиг.10 и 11). Помещают сердечники 2 и 3 внутрь пластин 48 и 49 (фиг.12 и 13). Устанавливают сердечники магнитопровода с катушками на часть 34 корпуса с ориентацией на штифты (фиг.14 и 15). Устанавливают на сердечники магнитопровода центральную часть 1 корпуса с ориентацией на штифты 40 и 41 (фиг.16 и 17). Устанавливают магниты 22-25 в отверстия 18-21 центральной части 1 корпуса с прилеганием к торцам наконечников 4-7 сердечников магнитопровода (фиг. 18). Устанавливают с ориентацией на штифты 42 и 43 полюсный наконечник-фиксатор 26 (фиг.19 и 20). Устанавливают ротор с размещением одного из концов вала 31 в опоре вращения 32 части 34 корпуса (фиг.21 и 22). Устанавливают другой конец вала 31 в опоре вращения 33 части 35 корпуса с ориентацией последней на штифты 42 и 43 и прилеганием к торцу полюсного наконечника-фиксатора 26 (фиг.2) и завертывают винты крепления.

В упрощенной модификации согласно фиг.24-26 запрессованные в центральную часть 1 корпуса колонки 57 и 58 с внутренней резьбой служат и для взаимной ориентации, и для крепления элементов конструкции.

При выполнении прямоугольных магнитов для варианта согласно фиг.27-34 круглые отверстия 60 и 61 в сердечнике магнитопровода могут быть расположены ближе к краям вырезов 62 и 63 благодаря открытым вырезам 64-67 в центральной части 1 корпуса (фиг.30-32).

Возможно выполнение общего пространства отверстий 60 и 61 и впадин между зубцами-полюсами 8, 9 и 10, 11 сердечников (фиг.35).

При этом колонки 56-59 установлены в центральной части корпуса так, как это показано на фиг.37 и 38.

Каждый из сердечников 2 и 3 выполнен со специальными вырезами 68 и 69 (фиг.39-42), и установлены дополнительные катушки 70, включенные согласно с основными.

В окна дополнительных катушек 70 помещены дополнительные сердечники 71 с отверстиями 72 напротив соответствующих отверстий 73 в центральной части 1 корпуса (фиг.43).

Магнит 74, создающий поток возбуждения, может быть и кольцевым, например в модификации согласно фиг.44 и 45.

Использование: в электротехнике, технологии электрических машин. Сущность изобретения: в корпусе устанавливают ротор, сердечники с катушками обмотки управления, имеющие полюсные наконечники, и по крайней мере один постоянный магнит также с полюсным наконечником. Сквозь отверствие последнего пропускают конец вала ротора электродвигателя. Полюсные наконечники сердечников обмотки управления размещают между торцами двух частей корпуса. В сквозные отверстия одной из его частей устанавливают постоянные магниты. Один из концов вала ротора размещают в отверстии другой части корпуса. Затем на свободных торцах постоянных магнитов устанавливают их полюсный наконечник, сквозь отверстие которого пропущен другой конец вала ротора. Способ направлен на упрощение процесса сборки электродвигателя. 1 з.п. ф-лы, 67 ил.

1. СПОСОБ СБОРКИ ШАГОВОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ, согласно которому катушки обмотки управления размещают на сердечниках, имеющих полюсные наконечники, устанавливают их в корпусе вместе с ротором, постоянным магнитом и его полюсным наконечником, сквозь отверстие которого пропускают конец вала ротора и фиксируют положение элементов электродвигателя, отличающийся тем, что, с целью упрощения процесса сборки, полюсные наконечники сердечников обмотки управления размещают между торцами двух частей корпуса, затем в сквозные отверстия одной из частей корпуса устанавливают постоянные магниты, размещают один из концов вала ротора в отверстии другой части корпуса, а после этого устанавливают на свободных торцах постоянных магнитов их полюсный наконечник, сквозь отверстие которого пропущен другой конец вала ротора. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что сердечник по крайней мере одной катушки обмотки управления выполняют составным, при этом его катушку обмотки размещают на одной из частей сердечника, а затем другую его часть устанавливают в отверстии данной катушки обмотки управления.