ШАГОВЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ Российский патент 2003 года по МПК H02K37/00 

Изобретение относится к шаговым электродвигателям для привода в бленкером знакоместе цифровых часов.

Известны шаговые электродвигатели, содержащие магнитопровод статора с аксиально смещенными полюсами, кольцевую обмотку управления, установленную между торцами полюсов магнитопровода, постоянные магниты, размещенные между торцами полюсов магнитопровода и пластинами-фиксаторами положения ротора, пассивный явнополюсный ротор [см., например, патент Российской Федерации 2022440, кл. Н 02 К 37/00, 1988].

Известные двигатели не могут быть использованы в качестве привода в бленкером знакоместе цифровых часов.

Цель изобретения - повышение эргономичности изобретения при использовании в качестве привода в бленкером знакоместе цифровых часов.

Поставленная цель достигается тем, что в шаговом электродвигателе, содержащем магнитопровод статора с аксиально смещенными полюсами, кольцевую обмотку управления, установленную между торцами полюсов магнитопровода, постоянные магниты, размещенные между торцами магнитопровода и пластинами-фиксаторами положения ротора, пассивный явнополюсный ротор, полюса магнитопровода установлены параллельно друг другу, полюса ротора смещены по отношению друг к другу в аксиальном и в диаметральном направлении и на концах роторных полюсов с угловой протяженностью вполовину оборота ротора выполнены выступы с угловой протяженностью в четверть оборота ротора и занимающие в аксиальном направлении величину в пределах от 1/4 до 2/3 аксиального размера двухзубцовых пластин-фиксаторов.

На фиг.1 схематично представлена конструкция шагового электродвигателя.

На фиг. 2-7 подробно поясняются особенности конструкции ротора заявленного двигателя; на фиг. 8 и 9 показана конструкция полюса магнитопровода статора; на фиг.10 и 11 - пластина-фиксатор; на фиг.12 и 13 - ярмо магнитопровода статора; на фиг.14 и 15 поясняется взаиморасположение полюсов ротора и статора при обесточенной обмотке; на фиг.16 и 17 поясняется применение двигателя в качестве привода для поворота пятна в бленкером знакоместе цифровых часов.

Шаговый двигатель (см. фиг.1) содержит магнитопровод из ярма 1 (например, цилиндрической формы) и полюсов 2, примыкающих к ярму. Между торцами полюсов 2 установлена кольцевая обмотка управления 3. Постоянные магниты 4 (например, кольцевые) намагничены встречено и установлены между торцами полюсов магнитопровода 2 и пластинами-фиксаторами положения ротора 5. Полюса 2 установлены параллельно друг другу. Фиксаторы 5 тоже установлены параллельно друг другу. Ротор 6 закреплен на валу 7, установленном в опорах вращения (например, подшипниках) 8, размещенных в немагнитных щитах 9. Центрирование элементов конструкции обеспечивается, например, в цилиндрическом отверстии немагнитного корпуса 10.

Ротор (см. фиг.2-7) имеет полукруглые полюса 11 и 12, которые по отношению друг к другу смещены в аксиальном и диаметральном направлениях. При этом на концах роторных полюсов 11, 12 выполнены дополнительные полюса 13 и 14, фиксирующие положение полюсов 11, 12 ротора относительно полюсов статора 2 благодаря взаимодействию с зубцами 15 (см. фиг.10, 11) пластин-фиксаторов 5.

Соединение элементов конструкции может быть выполнено, например, с использованием любых известных способов, т.е. винтами, штифтами, шпильками и т. п. в специальных отверстиях в ярме 1, полюсах 2, пластинах-фиксаторах 5, подшипниковых щитах 9, дистанционных немагнитных кольцах 16, внутри которых могут быть размещены магниты 4.

Дополнительные фиксирующие ротор полюса 13, 14 в аксиальном направлении напротив зубцов 15 пластин-фиксаторов 5 занимают величину в пределах от 1/4 до 2/3 аксиального размера зубцов 15. При этом условии при повороте ротора не разрывается полностью магнитная цепь возбуждения магнитов 4, что сводит к минимуму влияние паразитных моментов в пределах шага.

Двигатель работает следующим образом.

При отсутствии тока в обмотке 3 полюса 11 и 12 ротора 6 занимают по отношению к полюсам 2 магнитопровода статора положение, например, согласно фиг.14 и 15 благодаря взаимодействию дополнительных полюсов 13 и 14 и зубцов 15.

С поступлением в обмотку 1 тока соответствующей полярности индукция в зазоре между полюсом 12 (см. фиг. 15) и одним из полюсов 2 напротив полюса 12 увеличится, а зазоре между другим полюсом 2 и полюсом 11 (см. фиг.14) соответственно уменьшится.

Ротор совершит поворот примерно на угол 3/4 π по часовой стрелке (см. фиг.15).

После окончания импульса тока ротор повернется до шага π под действием фиксирующего момента.

При изменении полярности импульса на обратную - новый поворот на угол π в описанной последовательности.

Таким образом, каждому из двух импульсов тока соответствует одно из двух положений ротора, что и позволяет применить данный двигатель в качестве привода индикатора в бленкерном знакоместе цифровых часов.

Пример выполнения такого индикатора показан на фиг.16 и 17. Как показано на фиг. 16 пунктиром, двигатель установлен в полости одной из частей 17 индикатора и укреплен одним из торцов на кронштейне 18 (например, винтами, соединенными с подшипниковым щитом 9).

При этом одна из частей 17 полого индикатора укреплена любым известным способом на одном из выступающих концов вала 7, а другая часть 17 полого индикатора укреплена на другом выступающем конце того же вала.

Двигатель может быть использован для индикаторов различного габарита. При этом изменяются практически только вылеты вала 7.

Изобретение относится к электротехнике, а именно к шаговым электродвигателям. Технический результат изобретения, заключающийся в повышении эргономичности электродвигателя, достигается путем того, что в шаговом электродвигателе, содержащем магнитопровод статора с аксиально смещенными полюсами, кольцевую обмотку управления, установленную между торцами полюсов магнитопровода, постоянные магниты, размещенные между торцами полюсов магнитопровода и пластинами-фиксаторами положения ротора, пассивный явнополюсный ротор, полюсы магнитопровода установлены параллельно друг другу, полюсы ротора смещены по отношению друг к другу в аксиальном и диаметральном направлении и на концах роторных полюсов с угловой протяженностью вполовину оборота ротора выполнены фиксирующие ротор дополнительные полюса с угловой протяженностью в четверть оборота и занимающие в аксиальном направлении величину в пределах от 1/4 до 2/3 аксиального размера двухзубцовых пластин-фиксаторов. 17 ил.

Шаговый электродвигатель, содержащий магнитопровод статора с аксиально смещенными полюсами, кольцевую обмотку управления, установленную между торцами полюсов магнитопровода, постоянные магниты, размещенные между торцами полюсов магнитопровода и пластинами-фиксаторами положения ротора, пассивный явнополюсный ротор, отличающийся тем, что, с целью повышения эргономичности изображения при использовании в качестве привода в бленкером знакоместе цифровых часов, полюсы магнитопровода установлены параллельно друг другу, полюсы ротора смещены по отношению друг к другу в аксиальном и диаметральном направлении и на концах роторных полюсов с угловой протяженностью вполовину оборота ротора выполнены фиксирующие ротор дополнительные полюса с угловой протяженностью в четверть оборота ротора и занимающие в аксиальном направлении величину в пределах от 1/4 до 2/3 аксиального размера двухзубцовых пластин-фиксаторов.