Шаговый электродвигатель Советский патент 1985 года по МПК H02K37/00 

4;

ts9

О

ч1 Изобретение относится к электротехнике, а именно к шаговым электродвигателям. Известен шаговый электродвигатель содержащий статор с обмоткой возбуждения и зубчатый ротор QJ. Недостатком этого.электродвигателя является невозможность реверса. Наиболее близким к-.предлагаемому является шаговый электродвигатель, содержаний ротор с цилиндрическим намагниченным в осевом направлении постоянным магнитом и примыкающими к нему с. двух торцов зубчатыми кольцами с зубдовым делением 1/ и статор с цилтпдричсским ярмом, кольцевой кату;;|кой внутри ярма и примыкающими к катушке зубчатыми кольцами С внутреняей нарезкой зубцов с зубцовым делением о . Недостатком такого электродвигател.ч ЯБЛЯются- ограниченные функциональные возможности. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей и упрощение конструкции двигателя. Поставленная цель достигается тем что в .шаговом эле1 тродвигателе, содержащем ротор с цилиндрическим намаг}П1ченным в осевом направлении постояиным магнитом и примыкающими к нему с двух торцов зубчатыми кольцами с зубцовым делением С и статор с цилиндрическим ярмом, кольцевой ка тушкой внутри ярма и примыкающими.к катушке зубчатыми кольцами с внутрен ней нарезкой зубцов с зубцовым делением о , зубцы колец имеют остроугол ную форму, число зубцов ротора равно числу зубцов статора, ротор снабжен коллектором-коммутатором со щетками причем Ширина коллекторной пластины равна ширине изоляционной вставки и составляет 0,5 . Для повышения точности-коммутаций ко.чмутирующая щетка может быть выпол нена шириною не более 1 /401 и установлена в угловом положении относительно центров зубцов или пазов коле статора прототипа на расстоянии, не превышающем 1 /40, кромки коллекторных пластин в угловом положении сов падают с центрами зубцов и пазов колец ротора и статора. На фиг.1 схематически показан предлагаемый двигатель, продольный разреч; на фиг.2 - то же, вид со сто РОНЫ коллектора. Двигатель имеет ротор с цилиндрическим намагниченным в осевом направлении постоянным магнитом 1 и примыкающими к нему с двух сторон и расположенными в осевом направлении зубчатыми кольцами 2 и 3 с зубцовым делением С и статор с цилиндрическим ярмом 4, кольцевой катушкой 5 и примыкающими с двух сторон к катушке и расположенными в осевом направлении зубчатыми кольцами 6 и 7 с внутренней нарезкой зубцов, с зубцовым делением I Ротор электродвигателя снаб-, жен кол лектором-коммутатором 8, Ширина коллекторной пластины 9 равна ширине изоляционной вставки 10 и составляет 0,5 (/ . Щетка 11 выполнена шириной не более 1/10 о . Щетка 12 любой ширины установлена на сплошной токопроводящей части коллекторакоммутатора, а щетка 11 - на. части коллектора, имеющей изоляционные вставки. Ось щетки 11 устанавливается относительно.центров зубов или пазов колец статора и ротора на расстоянии не преЕЬШ1ающем 1 /40 i Кромки коллекторных пластин совпадают с центрами зубцов и пазов колец ротора и статора, электронный ключ КЭ слу(жит для .коммутации тока в обмотке и управляется с помощью щеток и коллектора-коммутатора . Двигатель работает следующим образом. При отсутствии тока в обмотке ротор фиксируется за счет потоков постоянного магнита в положении, когда оси зубцов ротора и статора совпадают, как показано на фиг.2. В это время щетка 11 находится на одной из коллекторных пластин и ее ось расположена на расстоянии не более 1/40 С от кромки пластины. При подключении обмотки статора к источнику постоянного тока через ключ КЭ на статоре возбуждаются полюса той же полярности, что и на роторе. Взаимное отталкивание этих полюсов приводит к Повороту ротора на 0,5 С по часовой стрелке, как.показано на фиг.2. Теперь щетка 11 оказывается на изоляционной вставке и ток в обмотке прекращается, а ротор продоллсает движение по часовой стрелке под действием сил протяжения зубцов ротора, возбужденных постоянным магнитом, к зубцам статора. Вращение по часовой стрелке обеспечивается угловым расположением

31

щетки 11 вблизи аершин зубцов статора (фиг. 2) на расстоянии не более 1/АО С . Вращение против часовой стрелки обеспечивается угловым расположением щетки 11 вблизи пазов зубчатых колец статора на том же расстоянии.

Предлагаемый двигатель характеризуется расширенными функциональными .возможностями.

Если двигатель подключен к источнику постоянного тока, то он вращается непрерывно, автоматически подключаясь и отключаясь от источ-

1402074

ника тока с помощью электронного ключа КЭ, управляемого собственным

коллектором-коммутатором.

, При подключении к импульсному источнику тока двигатель делает отделыные шаги через любые промежутки времени в зависимости от периодичности подаваемых импульсов. Смещение

)0 коммутирующей щетки коллектора от одной кромкиколлекторной пластины к противоположной кромке той же пластины позволяет легко изменить направление вращения двигателя.

1. ШАГОВЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ, .содержащий ротор с цилиндрическим намагниченным в осевом направлении постоянным магнит; м и примыкающими к нему с двух сторон зубчатыми кольцами с зубцовым делением ь и статор с цилиндрическим ярмом, кольцевой катушкой внутри ярма и примыкающи1-ш к катушке зубчатыми кольцами с внутренней нарезкой зубцов с зубцовым делением t/, отличающийся тем, что-, с целью расширения функциональных возможностей и упрощения конструкции, зубцы колец имеют остроугольную форму, число зубцов ротора равно числу зубцов статора, ротор ,электродвигателя снабжен коллекторомкоммутатором со щетками, причем щирина коллекторной пластины равна ширине изоляционной вставки и составляет 0,5 t .2. Электродвигатель по п. 1, о тличающийся тем, что, с целью повьщ1ения точности коммутации, коммутирующая щетка выполнена шири ною не более 1/40 С и установлена в угловом положении относительно центров зубцов или пазов колец статора и ротора на расстоянии, не превьаааю(Л щем 1/40 , а кромки коллекторных пластин в угловом положении совпас дают с центрами зубцов и пазов колец ротора и статора.

/// /////7///yy r//j/jf Jjfjy

ш {й

7

:3Фиг.1

(Риг.2