Многокоординатный шаговый электродвигатель Советский патент 1987 года по МПК H02K41/03 

ИзобретЕНне относится к электротехнике к импульсным электродвига- телям и может быть использовано в позиционных устройствах для перемещения подвижного элемента в плоскости.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем увеличения направлений перемещения и повышение быстродействия.

На фиг. 1 показан предложенный электродвигатель, вид сверху; на фиг. 2 - разрез по А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 - разрез В-В на фиг. 1.

Шаговый электродвигатель содержит плоское ферромагнитное основание 1, на котором расположены тяговые электромагниты в виде прямоугольных рамок 2 и 3 и внещняя часть 4 якоря, выполненная также в виде прямоугольной рамки. Во внешних торцах рамки 2 имеются прямоугольные канавки, в которые уложены обмотки тяговых электромагнитов 5-8, а во внешних торцах рамки 3 р прямоугольные ка- навки уложены обмотки тяговых электромагнитов 9-12. Внутри рамки 2 расположена внутренняя часть якоря, выполненная в виде прямоугольной призмы 13. по периметру которой выполнена прямоугольная канавка, в которую уложена фиксирующая обмотка 14 В основании внешней части 4 якоря также имеется прямоугольная канавка, в которой располагается вторая фиксирующая обмотка 15.

Шаговый электродвигатель работает следующим образом.

В исходном состоянии фиксирующие обмотки 14 и 15 отключены и подано напряжение на обмотки электромагнитов 7, 8, 11, 12, при этом весь электромагнитный мез4анизм перемещения занимает положение, указанное на фиг. 1 и 2.

При необходимости движения дви- г ателя на плоском ферромагнитном основании 1 слева - направо включается фиксирующая обмотка 15, отключаются обмотки электромагнитов 7 и 8 и включается обмотка электромагнита 6. При этом, электромагнит 6 притягиваясь к внутренней поверхности рамки 3, переместит рамку 2 и внутреннюю часть якоря в виде прямоугольной призмы 13 вправо на величину шага uE ..Если необходимо перемещение на величину 2й , то после этого снима

0

5

ются напряже 1ия с обмоток 11 и 12 и подается напряжение на обмотку тягового электромагнита 10, который, притягиваясь к внутренней поверхности внешней части 4 якоря, переместит рамку 3, рамку 2 и внутреннюю часть 13 якоря вправо еще на величину шага д В .

Затем включается фиксирующая обмотка 14, отключается фиксирующая обмотка 15, отключается электромагнит 10, включается электромагнит 12, отключается электромагнит 6, вклю- 5 чается электромагнит 8, при этом электромагнитный механизм перемещения займет положение, указанное на фиг. 1 и 2, но весь двигатель в целом переместится вправо на величину шага 2 а В . Далее цикл переключений повторяется. Реверс двигателя осуществляется изменением порядка включения фиксирующих обмоток 14 и 15.

Аналогичным образом осуществляется перемещение двигателя по другому направлению (снизу вверх или сверху вниз) при этом в определенной последовательности переключаются обмоГки электромагнитов 5, 7, 9, 11 и фиксирующие обмотки 14 и 15.

Для предлагаемого электродвигателя можно осуществлять шаговые перемещения по плоскости с величиной шага bt и 2uE .

Преимущества изобретения заключаются в том, что благодаря перемещению двигателя сериями шагов электромагниты и фиксирующие обмотки переключаются с частотой, в два раза меньшей частоты шагов двигателя, что позволяет при одинаковой частоте переключения электромагнитов, повысить частому шагов, а значит и быстродействие двигателя.

Возможность движения по плоскости с величиной шага по каждой координате ь Б или 2лЕ позволяет двигателю совершать движение в одном из 16 направлений по плоскости, а не восьми, как в известном устройстве.

0

5

0

5.

0

Формула изобретения

Многокоординатный шаговый электро- 55 двигатель содержащий плоское ферромагнитное основание, две пары жестко связанных между собой взаимно перпендикулярных электромагнитов с обмотками и якорь, связанный с основанием фиксирующими обмотками, о т л чающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем увеличения направлений перемещения и повышения быстродействия; он снабжен, по крайней мере, еще двумя парами взаимно перпендикулярных электромагнитов с обмотками, причем, все пары взаимно перпендикулярных электромагнитов выполнены

и

339410

в виде концентрических прямоугольных рамок, а фиксатор - из двух концентрических рамкам частей: внутренней по отношению к ним - в виде прямоугольной призмы, и наружной - в виде прямоугольной рамки, причем,-по периметру каждой части якоря выполнены канавки, в которых размещены фиксирующие обмот - ки.

Изобретение относится к электротехнике, к импульсным электродвигателям и может быть использовано в позиционных устройствах для йеремеще- ния подвижного элемента в плоскости. Цель состоит в расширении функциональных возможностей путем увеличения направлений перемещения и повышении быстродействия. Устройство содержит плоское ферромагнитное основание 1, на котором размещены тяговые электромагниты в виде концентрич- ных прямоугольных рамок 2 и 3, в пазах которых уложены взаимно перпендикулярные обмотки. Якорь вьшолнен из двух концентричных рамкам 2 и 3 частей внешней 4 и внутренней 13, в пазах которых размещены фиксирующие обмотки 14 и 15. Двигатель перемещается сериями шагов в зависимости от порядка переключения обмоток электромагнитов 5-12 и фиксирующих обмоток 14 и 15. 4 ил. (О I 7 / р.у И 10 СО 35 DO DO X) 4;

« i5

77У7777/

Фае. 2 Б В

15 i2 3

III I

/7/7/////////////////////7/77/У////

Фиг. 3

4 -153

И

Г

///////.

15

/

/

i

Фиа. «

Редактор И.Сегляник

Составитель Л.Шакина

Техред Л.Сердюкова Корректор В.Бутяга

6375/50

Тираж 659Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4