Линейный шаговый электродвигатель Советский патент 1989 года по МПК H02K41/03 

1

.(21) 4318847/24-07

(22) 22.10.87

(46) 30.09.89.БЮЛ. № 36

(71)Московский энергетический институт

(72)Б.К..КЛОКОВ, В.И.Цуканов и Д.И.Ковган

(53)621.313.13 (088.8)

(56) Воскобойников В.В., Клоков Б.К. Цуканов В.И. и др. К расчету электромагнитного привода СУЗ ядерного реактора,- Энергомашиностроение, 1987, № 2, с.25-28.

Авторское свидетельство СССР № 1043792, кл. Н 02 К 5/04, 1983.

(54)ЛИНЕЙНЬЙ и1АГОВЬЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ

(57) Изобретение относится к электротехнике, к линейным шаговым элект- родвигателйм, и может быть использовано в качестве управляемого рабочего органа в электроприводах с возвратно-поступательным движением. Целью изобретения является увеличение тягового усилия и уменьшение габаритов двигателя. Электродвигатель имеет т-фазный статор, состоящий из цилиндрического магнитопровода 2, ка/

Физ.1

тушки возбуждения и чередующихся магнитных 6 и немагнитн ьк 5.колец, и якорь, представляющий собой польй вал из немагнитного материала с насаженными на него чередующимися магнитными 7 и немагнитными 8 кольцами. Обращенные одна к другой поверхности статорных и якорных колец по окружности вьшолнены зубчатыми с продольным расположением зубцов якоря в пазах статора. Зубчатая поверхность магнитных колец увеличивает магнит-, ную проводимость магнитопровода 2, что приводит к увеличению рабочего магнитного потока и тягового усилия при определенной МДС обмотки возбуж- .денил или уменьшению габаритов двигателя при постоянстве тягового усилия, а зубчатая поверхность немагнитных колец статора и якоря, служащая поверхностью скольжения и препятствую- щая взаимному смещению По нормали рабочих поверхностей магнитньпс колец статора и якоря, обеспечивает определенный воздушный рабочий зазор между зубчатыми поверхностями маГ-нитных колец статора и якоря и необходимое тяговое усилие. 1 3- ил

2 Ч

W

ел

00 N9

О9

%

да 9 8 7

315

Изобретение относится к электро технике и может быть использовано в управляемых приводах с возвратно- поступательным движением рабочего органа.

Целью изобретения является увелич Ние тягового усилия и уменьшение габаритов.

На фиг. показана одна из фаз линейного шагового двигателя, верхняя симметр1гчная часть продольного сечения; на фиг.2 и 3 - магнитные кольца статора и якоря с трапецеидальным профилем пазов и зубцов, поперечное и продольное сечения; на фиг.4 - 5 - то же, с ,,треугольным профилем; на фиг,6 и 7 - то же, с профилем пазов в виде полуокружности; на фиг.8 и 9 магнитное кольцо статора и немагнитное кольцо якоря, образуюпдае поверхности скольжения, с трапецеидальным профштем пазов и зубцов, поперечное и продольное сечения; на фиг.10 и 11 - то же, с треугольным профилем на фиг.12 и 13 - то же, с профилем в виде полуокружности.

Каж,цая фаза линейного шагового электродвигателя (ЛШД) состоит из статора и общего для всех фаз якоря. Статор содержит ципиндрриескую катушку 1, которую охватьшает внешний цилиндрический магнитопровод 2, и кольцеобразные полюса 3, Катушка 1 намотана на немагнитный герметичный корпус 4, внутри которого расположены немагнитные 5 и магнитные 6 кольц статора. Магнитные 7 и немагнитные 8 ткольца якоря насажены на полый не- магнитньй вал 9. Между магнитными кольцами 6 и 7 статора и якоря имеется рабочий воздушный зазор 10, равный сГ. Внутренняя поверхность магнит .ных колец б по окруй ности выполнена зубчатой с пазами 11 и зубцами 12. Наружная поверхность магнитных колец 7 якоря,.вьшолненная аналогично зубчатой поверхности магнитных колец статора 6, расположена с зазором - const внутри зубчатой поверхности колец 6. Зубча.тая поверхность немагнитных колец 8 якоря, выполненная аналоги тно зубчатой поверхности колец 7, расположена со скользящей по садкой внутри зубчатой поверхности магнитных колец 6 статора. При этом внутренняя поверхность немагнитных колец 5 статора может быть выполнена аналогично зубчатой поверхности маг34

нитньгх колец 6 или цилиндрической с радиусом, большим внутреннего радиуса геомагнитных колец 6, на глубину пазов 11. При выполнении внутренней поверхности немагнитных колец 5 зубчатой наружная поверхность немагнитных колец 8 может быть выполнена как зубчатой, так и цилиндрической

с радиусом, меньшим наружного радиуса г магнитных колец 7, на глубину его пазов. Зубчатые немагнитные кольца, выполненные на основе -графита, образуют подшипники скольжения. Отношение продольной ширины магнитных колец к немагнитньм равно: (т-1).Магнитные и немагнитные кольца статора в соседних фазах по отношению к соответствующим кольцам

якоря, расположены со смещением, равным i-C /т, где .-И - деление, равное ( Ь).

Двигатель работает следующим образом.

;

При подаче по заданному закону управления напряжения на тсатушки 1 фаз жид в зазоре сЛ (ду магниттагми кольцами б и 7 возншсает электромагнитное рабочее поле, которое создает тяговую силу, действуюпдую на якорь и направленную в сторону увеличения изменения магнитной проводимости. При этом якорь начинает смещаться,

совершая лш{ейное -шаговое движение. Выполнение магнитных колец с зубчатой поверхностью для заданных габаритов ЛиД уБелич1-шает более, чем в 2 раза площадь для прохолэдения рабочег0 магнитного потока через зазор , а следовательно, увеличивает тяг говую силу для заданной МДС обмотки и уменьшает габариты двигателя для заданного тягового усилия.

Форму.ла изобретения.

Линейный шаговьш электродвигатель, содержащий статор, включающий т-фаз- ную обмотку из цилиндрических катушек, цилиндрический внешний магнитопровод, кольцевые полюса, чередующиеся магнитные и немагнитные кольца, наружные цилиндрические поверхности которых охвачены немагнитньм герметичным KopnycoMj и якорь, включающий чередзаощиеся магнитные и немагнитные кольца, насаженные на немагнитный полый вал, наружные цилинд515

рические поверхности которых Обращены к внутренним цилиндрическим поверхностям колец статора, причем немагнитные кольца служат подшипниками скольжения, отличающий с я тем, что, с целью увеличения тягового усилия и уменьшения габари

5

18236

тов, обращенные одна к другой поверхности магнитных колец статора и якоря по окружности выполнены зубчатыми с продольным расположением зубцов якоря в пазах статора, а немагнитные кольца по крайней мере статора или якоря также выполнены зубчатыми.

Изобретение относится к электротехнике,к линейным шаговым электродвигателям, и может быть использовано в качестве управляемого рабочего органа в электроприводах с возвратно-поступательным движением. Целью изобретения является увеличение тягового усилия и уменьшение габаритов двигателя. Электродвигатель имеет M -фазный статор, состоящий из цилиндрического магнитопровода 2, катушки 1 возбуждения и чередующихся магнитных 6 и немагнитных 5 колец, и якоря, представляющего собой полый вал из немагнитного материала с насаженными на него чередующимися магнитными 7 и немагнитными 8 кольцами. Обращенные одна к другой поверхности статорных и якорных колец по окружности выполнены зубчатыми с продольным расположением зубцов якоря в пазах статора. Зубчатая поверхность магнитных колец увеличивает магнитную проводимость магнитопровода 2, что приводит к увеличению рабочего магнитного потока и тягового усилия при определенной МДС обмотки возбуждения или уменьшению габаритов двигателя при постоянстве тягового усилия, а зубчатая поверхность немагнитных колец статора и якоря, служащая поверхностью скольжения и препятствующая взаимному смещению по нормали рабочих поверхностей магнитных колец статора и якоря, обеспечивает определенный воздушный рабочий зазор между зубчатыми поверхностями магнитных колец статора и якоря и необходимое тяговое усилие. 13 ил.

дзиа.г

фс/гЛ

ъ

у/////.

11

У/////-.

(ри.З

////77.

12

дзиг.В

(fue.6

12

cpus.8

xv

ч,

фие.7

// /

6 В

/777А

fpus.9

qju. iO

фив. 12

(pus-Jf

1

(pusia