ШАГОВЫЙ ДВИГАТЕЛЬ Российский патент 1995 года по МПК H02K37/00 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в дискретном электроприводе.

Известен шаговый двигатель, содержащий статор и зубчатый ротор. Статор имеет магнитопровод со стержнем, полюсными наконечниками в виде частей кольца и двумя постоянными магнитами. Магниты тоже имеют полюсные наконечники в виде частей кольца. Ротор установлен с аксиальным смещением относительно упомянутых наконечников (авт.св. СССР N 544063, кл. H 02 K 37/00, 1974).

Недостаток известного устройства - относительно сложная конструкция, обусловленная выполнением магнитной системы статора из составных частей различной конфигурации, что предопределяет также и усложнение технологии изготовления.

Целью изобретения является упрощение конструкции и технологии изготовления с уменьшением в три раза числа оригинальных деталей магнитной системы без увеличения числа составных деталей ротора при одновременном повышении стабильности и четкости отработки шага с исключением вносящих нестабильность аксиальных магнитных тяжений.

Цель достигается тем, что полюсные наконечники магнитов совмещены с полюсными наконечниками расщепленного пополам и размещенного внутри полого ротора стержня при смещении на половину зубцового деления ротора полюсных наконечников разных половин магнитопровода.

На фиг.1 представлен разрез магнитной системы предлагаемого двигателя; на фиг.2 - то же, вид с торца на двигатель; на фиг.3 - то же, вид с противоположного торца на двигатель.

Двигатель содержит стержневой магнитопровод из двух идентичных частей 1 и 2, имеющих полюсные наконечники 3 и 4 в виде частей кольца, между которыми диаметрально установлены постоянные магниты 5 со своими полюсными наконечниками, которые совмещены с полюсными наконечниками 3 и 4 стержневого магнитопровода. На магнитопроводе установлены две катушки обмотки управления 6, согласно включенные между собой. Магнитопровод установлен внутри полого ротора 7 с зубцами 8, разделенными промежутками 9. Угловая протяженность зубцов 8 и промежутков 9 - шестая часть окружности (в соответствии с числом зубцов ротора - три).

На зубцах 8 ротора 7 выполнены уступы 10 с протяженностью в половину зубцов 8, а на наконечниках 3 и 4 - уступы 11 с угловой протяженностью в четверть угловой протяженности наконечников 3 и 4, равной угловой протяженности роторных зубцов, т.е. шестой части окружности.

Уступы 10 образуют зазор, в 2-5 раз больший, чем минимальный зазор между зубцами ротора 7 и наконечниками 3 и 4 статора.

Двигатель работает следующим образом.

При подаче импульса тока в обмотку управления магнитный поток, наведенный током в воздушном зазоре одного наконечника 3 или 4, складывается с магнитным потоком постоянных магнитов, а в воздушном зазоре другого наконечника 3 или 4 вычитается. Ротор 7 стремится занять такое положение, при котором один из его зубцов встает против наконечника 3 или 4, имеющего больший магнитный поток в рабочем зазоре, т.е. на него действует активный момент. При отсутствии тока в обмотке ротор смещается из этого положения под действием реактивного момента, обусловленного взаимодействием уступов 10 и 11.

Изменение полярности импульса тока в обмотке управления приводит к тому, что больший магнитный поток имеет место в зазоре другого наконечника 3 или 4 и под действием указанного выше активного момента ротор поворачивается так, что его другой зубец занимает положение напротив этого наконечника 3 или 4 и таким образом ротор совершает новый поворот на угол 60^о.

Последовательная подача разнополярных импульсов обеспечивает дискретное перемещение вала с указанным шагом.

Направление вращения ротора - одностороннее и определяется взаимным положением уступов 10 и 11.

Упрощение конструкции и технологии изготовления обусловлено уменьшением в три раза числа оригинальных деталей магнитной системы статора по сравнению с прототипом.

Использование: в дискретном электроприводе. Сущность изобретения: двигатель содержит стержневой магнитопровод из двух идентичных частей, имеющих полюсные наконечники 3 и 4, между которыми дополнительно установлены постоянные магниты 5 с полюсными наконечниками, совмещенными с полюсными наконечниками 3 и 4. На магнитопроводе установлены две катушки обмотки управления 6. Магнитопровод установлен внутри полого ротора с зубцами 8 с уступами 10, которые образуют зазор, в 2-5 раз больший, чем минимальный зазор между зубцами 8 ротора и наконечниками 3 и 4 статора. Последовательная подача разнополярных импульсов обеспечивает дискретное перемещение вала. 3 ил.

ШАГОВЫЙ ДВИГАТЕЛЬ нереверсивный индукторно-реактивный, содержащий стержневой магнитопровод статора с однофазной обмоткой из пары согласно включенных катушек и со смещенными в аксиальном направлении и выполненными в виде диаметрально расположенных частей кольца полюсными наконечниками, два диаметрально расположенных магнита со своими полюсными наконечниками в виде диаметрально расположенных и смещенных в аксиальном направлении частей кольца, а также зубчатый ротор, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции и технологии изготовления с уменьшением в три раза числа оригинальных деталей магнитной системы без увеличения числа составных частей ротора при одновременном повышении стабильности, четкости отработки шага с исключением вносящих нестабильность аксиальных магнитных тяжений и торцевых зазоров, ротор имеет идентичный профиль по всей аксиальной протяженности и выполнен полым и с уступами на зубцах, причем уступ образует с полюсными наконечниками статора зазор, в 2 - 5 раз больший минимального зазора между зубцами ротора и полюсными наконечниками, внутри ротора размещен выполненный из двух идентичных частей стержень, при смещении на половину зубцового деления ротора совмещенных с полюсными наконечниками магнитов полюсных наконечников разных частей стержня.