Шаговый электродвигатель Советский патент 1984 года по МПК H02K37/00 

Изобретение относится к электро-технике, в частности к шаговым электродвигателям, которые находят пшрокое применение в дискретном электроприводе.

Известен шаговый электродвигатель, имеющий статор с постоянным магнитом и обмоткой управления, расположенной на сердечнике, несущей полюса, и зубчатый ротор Clll.

Недостатки этого электродвигателя - сложность конструкции и большой аксиальный размер,

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является шаговый электродвигатель, содержащий плоский зубчатый ротор, магнитопровод с установленными в параллельных плоскостях пластинами, несущий обмотку и полюса, образованные отверстиями, ограниченными радиусами и окружностью с центром, лежащим на оси ротора, который выполнен с зубцами разной угловой протяженности и установлен с перекрытием зубцами ротора полюсов пластин магнитопровода, и постоянньА магнит, намагниченный в направлении, перпендикулярном оси обмотки и установленный с прилеганием между пластинами магнитопровода 21.

Недостатками известного электродвигателя являются ограниченность функциональных возможностей и относительно большой аксиальш й размер. Двигатель не может функционировать при питании от источника однополярных импульсов... Цель изобретения - расширение .функциональных возможностей и уменьшение габаритов шагового электродвигателя.

Поставленная цель достигается тем, что в шаговом электродвигателе, содержащем плоский зубчатый ротор , магнитопровод с установленными в параллельных плоскостях пластинами, несущий обмотку и полюса, образованные отверстиями, ограниченными радиусами и окружностью с центром, лежавркм на оси ротора, который вьтолнен с зубцами разной угловой протяженности и установлен с перекрытием зубцами ротора полюсов пластин магнитопровода, и постоянный магнит, намагниченный в направлении, перпендикулярном оси обмотки, и установленный между плйстинаМи магнитопровода с прилеганием к нии, пластины магнитопровода разделены сквозными радиальными промежутками на две части, а ротор.установлен

между частями пластин магнитопровода, прилегаюп1ими к магниту, и частями пластин магнитопровода, несущими обмотку и замкнутыми на конце, противоположном несущему полюса,

магнитной перемычкой, причем перекрытие по крайней мере одного зубца ротора с одним из полюсов той части пластин магнитопровода, на которых расположена обмотка, вьшолнено

на части зубца с большей угловой протяженностью, чем угловая протяженность зубца, взаимодействующего с полюсами на частях пластин, прилегающих к магниту.

На фиг. 1 представлен предлагаемьй электродвигатель, разрез, общий вид; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1, на фиг. 3 - электродвигатель, вид со стороны торца, на

фиг. 4 (а, б, в, г) наглядно поясняется принцип действия двигателя; на фиг. 5 - угловые размеры для зуб,цов ротора и полюсов пластин магнитопровода при оптимальном исполнеНИИ двигателя.

Двигатель содержит магнитопровод с установленньвда в параллельных плоскостях пластинами 1 и 2 й- с отделенными от них сквозными радиальными промежутками пластинами 1 и 2. На пластине 1 расположена обмотка 3 управления. Между пластинами 1 и 2 расположен постоянный магнит 4. Зубчатый ротор 5, имею

щий зубцы 5 и 5 разной угловой

протяженности, между которыми выполнены пазы, имеющие разную угловую прьтяженность, установлен между пластинами 1 и 2, несущими обмотку

и пластинами 1 и 2 , прилегающими с двух сторон к постоянному магниту. Пластины 1 и 2 снабжены полюсами 6 и 6, а пластины Г и 2 снабжены полюсами 7 и 7. Пластины 1 и 2

замкнуты магнитной перемычкой 8.

Ротор 5 закреплен на валу 9, являющимся валом двигателя.

Между полюсами 6 и 6 пластин 1 и 2 вьшолнены пазы 10, а между полюсами пластин 1 и 2 выполнены пазы 10. Пазы 10 и 10 очерче11ы радиусами и окружностью с центром, лежащим на оси вращения ротора.

Двигатель работает следующим образом.

При обесточенной обмотке ротор 5 фиксируется полнгсами 7 и 7 пластин 1 и 2 благодаря наличию по тока постоянного магнита 4 в положении согласно фиг, 4о. При этом один из зубцов 5 ротора с большей угловой протяженностью частично перекрывает полюса 6 пластин 1 и 2..

При подаче тока в обмотку 3 полюса 6 и 6 возбуждаются, возникает вращакщий момент, воздействующий на зубец 5 ротора, под действием которого ротор стремится повернутьс в положение согласно фиг.. При этом на ротор продолжает действовать вращающий момент, воздействующий на зубец 5 ротора с меньшей угловой протяженностью. Ротор стремится повернуться в положение согласно фиг. 46, когда зубец 5 с меньшей угловой протяженностью полностью перекрьгеает полюса б пластин 1 и 2. В этот момент один из

зубцов ротора с большей -угловой протяженностью частично перекрьгоает полюса 7 пластин Г и 2 .

При отключении тока, ротор 5 пе.реходит из положения согласно фиг 46 в положение согласно фиг. 4 под действием магнитного потока постоянного магнита 4. В этом положении зубец .5 с меньшей угловой протяженностью перекрывает полюса 7 пластин 1 и 2. Угл9вой шаг ротора, таким образом, равен 2 5f /Z, где Z - число зубцов рЬтора.

Последовательная подача импульсов тока как разнополярных, так и однополярных обеспечивает дискретное перемещение ротора с указанным шагом. . .

Предлагаемый двигатель имеет расширенные функциональные возможности и одинаково успешно работает от разнополярных и однополярных импульсных сигналов, а аксиальный его размер уменьшен в сравнении с известными двигателями.

ШАГОВЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ, содержащий плоский зубчатый ротор,, магнитопровод с установленными в параллельных плоскостях пластинами, несущий обмотку и полюса, образованные отверстиями, ограниченными радиусами и окружностью с центром, лежащим на оси ротора, который выполнен с зубцами разной угловой протяженности и установлен с перекрытием зубцами ротора полюсов пластин магнитопровода, и постоянный магнит, намагниченный в направлении. перпендикулярном оси обмотки, и установленный между пластинами . магнитопровода с прилеганием к ним, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей и уменьшения габаритов, пластины магнитопровода разделены сквозными радиальными промежутками на две части, а ротор установлен между частями пластин магнитопровода, прилегающими к магниту, и частями пластин магнитопровода, несущими обмотку и замкнутыми на конце, противоположном несущему полюса, магнитной перемычкой, причем перекрытие по крайней мере одного зубца ротора с одним из полюсов той час(Л ти пластин магнитопровода, на которых расположена обмотка, вьтрлнено на части зубца с большей угловой протяженностью, чем угловая протяженность зубца, взаимодействующего с полюсами на частях пластин прилегающих к магниту. 00 ел 00 1

f

{

IjuZj

ЙЕ-