ИНДУКТОРНО-РЕАКТИВНЫЙ ШАГОВЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ Российский патент 1995 года по МПК H02K37/00 

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

Известны индукторно-реактивные шаговые электродвигатели, содержащие несущий обмотку управления стержневой магнитопровод с полюсными наконечниками, по крайней мере один постоянный магнит по крайней мере с двумя наконечниками, монолитный ротор по крайней мере с двумя зубцами (авт. св. СССР N 544063, кл. H 02 K 37/00, 1974).

Цель состоит в расширении функциональных возможностей за счет практического совпадения точек фиксации ротора при наличии и при отсутствии тока, в обмотках повышении надежности, КПД долговечности, технологичности и ремонтопригодности, упрощении конструкции.

На фиг. 1 показан предлагаемый электродвигатель в разрезе; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 - разрез В-В на фиг. 1; на фиг. 5 - разрез Г-Г на фиг. 4; на фиг. 6 и 7 - соотношения размеров; на фиг. 8-10 - принцип действия шагового электродвигателя.

На немагнитном корпусе 1 установлен магнитопровод 2 со стержнем 3 и полюсными наконечниками 4 и магнит 5 с наконечником 6. Катушки 7 обмотки включены встречно. На валу 8 в подшипниках 9 установлен зубчатый монолитный ротор 10. Крышка 11 и корпус 1 ориентированы относительно магнитопровода 2, например, штифтами 12. Другой наконечник 13 магнита 5 установлен с внешним радиальным зазором с полюсными наконечниками 4. При этом аксиальный размер a магнитопровода 2 выполнен в пределах от 1/3 до 2/3 диаметра расточки его четырехполюсных наконечников 4 с угловой протяженностью 1/4 зубцового деления ротора 10, разделенных межполюсными промежутками, такой же уг- ловой протяженности. Размер b магнитопровода 2 в плане в направлении оси катушек 7 обмотки выполнен в пределах от 3 до 3,5 диаметров D расточки его полюсных наконечников 4, а размер c магнитопровода 2 в направлении, перпендикулярном к оси катушек 7 обмотки, - в пределах от 4/3 до 3/2 диаметра D. Аксиальный размер c ротора выполнен в пределах от 1/2 до 3/4 аксиального размера a магнитопровода 2, на каждом из зубцов ротора 10 выполнено по крайней мере по два уступа, один из которых выполнен на расстоянии e от 1/4 до 1/3 аксиального размера c ротора 10 со стороны основания зубцов, а другой - на расстоянии от 1/4 до 1/2 аксиального размера c ротора 10 со стороны концов зубцов. Полюсный наконечник 6 магнита 5 образует внутренний радиальный зазор с концами зубцов ротора 10 за вторым уступом.

При отсутствии тока ротор зафиксирован, например, в положении согласно фиг. 8 за счет профиля зубцов ротора и наконечников 6 и 13 магнита 5. Например, аксиально намагниченный магнит 5 поляризует ротор 10 полярностью N.

При включении обмотки с образованием потока, показанного на фиг. 8, возникает вращающий момент M. Ротор 10 переходит в положение согласно фиг. 9, в котором и остается после окончания тока. При поступлении импульса другой полярности ротор 10 переходит в положение согласно фиг. 10 (шаг равен π/2).

КПД растет за счет эффективности обмотки, малоинерционности ротора, уравновешенности, стабильности и четкости шагов.

Простая форма деталей и минимум их количества упрощает технологию и конструкцию. Возможность съема любой катушки без нарушения целостности магнитопровода повышает ремонтопригодность.

Использование: в дискретном электроприводе. Сущность изобретения: на немагнитном корпусе 1 установлен магнитопровод 2 с полюсными наконечниками и магнит 5 с наконечником 13, установленным с внешним радиальным зазором с полюсными наконечниками магнитопровода 2. Наконечник 6 магнита 5 образует внутренний радиальный зазор с концами зубцов ротора. При включении обмотки возникает вращающий момент, под его действием ротор переходит в положение, в котором и остается после окончания тока. При поступлении импульса другой полярности ротор совершает шаг π/2 . 10 ил.

ИНДУКТОРНО-РЕАКТИВНЫЙ ШАГОВЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ мостового типа, содержащий несущий обмотку управления стержневой магнитопровод с полюсными наконечниками, по крайней мере один постоянный магнит по крайней мере с двумя наконечниками, монолитный ротор по крайней мере с двумя зубцами, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет практического совпадения точек фиксации ротора при наличии тока в обмотке с положением при отсутствии тока, повышения надежности, КПД, долговечности, технологичности и ремонтопригодности, упрощения конструкции, аксиальный размер магнитопровода выполнен в пределах 1/3 - 2/3 диаметра расточки четырех полюсных наконечников с угловой протяженностью в 1/4 зубцового деления ротора, разделенных межполюсными промежутками такой же угловой протяженности, размер магнитопровода в плане в направлении оси обмотки выполнен в пределах от 3 до 3,5 диаметра расточки, а в направлении, перпендикулярном к оси обмотки, - 4/3 - 3/2 диаметра расточки, аксиальный размер ротора выполнен в пределах 1/2 - 3/4 аксиального размера магнитопровода, на каждом из зубцов ротора выполнено по крайней мере по два уступа: один уступ выполнен на расстоянии 1/4 - 1/3 аксиального размера ротора со стороны основания зубцов, другой уступ выполнен на расстоянии 1/4 - 1/2 аксиального размера ротора со стороны концов зубцов, один из полюсных наконечников магнита образует внешний радиальный зазор с полюсными наконечниками магнитопровода обмотки, а другой - внутренний радиальный зазор с концами зубцов ротора за вторым уступом.