Шаговый электродвигатель Советский патент 1991 года по МПК H02K37/00 

Изобретение относится к электротехнике, а именно к исполнительным механизмам вращательного и поступательного движения, и может найти применение в системах программного перемещения и пре- цизионных следящих системах.

Цель изобретения - повышение точности позиционирования путем уменьшения шага.

На чертеже представлена конструкция шагового электродвигателя.

Шаговый электродвигатель содержит ротор с двумя зубчатыми магнитопрозода- ми 1 и 2, постоянный магнит 3, расположенный магнитопроводами 1 и 2, обмотки 4 и 5 управления, цилиндрический магнитопро- вод 6, который отделен от магнитопроводое 1 и 2 статора малым воздушным зазором. На внешней поверхности цилиндрического магнитопровода б и на внутренней поверх- ности магнитолроводов 1 и 2 статора выполнена винтовая резьба.с одинаковым шагом и ходом, при этом на поверхностях резьбы цилиндрического магнитопровода 6 и полюсах магнитопроводов 1 и 2 ротора выполнены продольные канавки, которые сдвинуты на четверть зубцового деления для полюсов магнитопроводое 1 и 2 роторз, и канавки двух полюсов одного магнитолро- вода 1 или 2 сдвинуты наполовину зубцово- го деления. Обмотки 4 и 5 управления выполнены в виде двух кольцевых катушек и размещены в кольцевых пазах между полюсами магнитол роводов 1 и 2 ротора. На магнитопроводах 1 и 2 ротора со стороны ториов прикреплены две части 7 и 8 корпуса с втулками 9 и 10, которые установлены на штангах 11.

Штанги .11 пропущены через отверстия э частях 7 и 9 корпуса и втулках 9 и 10 и прикреплены к торцам дополнительных магнитопроводов 12 и 13, между которыми размещен аксиально намагниченный постоянный магнит 14. К магнитопроводу 12 прикреплен силовой шток 15 который пропущен через отверстие в корпусе. Цилиндрический магнитопровод 6 установлен на наружные кольца подшипников 16, внутренние кольца которых установлены на втулки 9 и 10. Шаг резьбы на наружной по- верхности дополнительных магнитопроводов 12 и 13 и на внутренней поверхности цилиндрического магнитопровода 6 одинаков и отличается от шага резьбы на других поверхностях при одинаковой с ней заход- ностью,

Шаговый двигатель работает следующим образом.

При подаче на обмотки 4 и 5 управления двухфазной системы напряжений магнитные потоки в полюсах магнитопроводов 1 и 2 ротора имеют переменные составляю- щие, сдвинутые на 90°, и образуют четырех- фазную систему потоков.

При превышении электромагнитного вращающего момента над реактивным моментом, обусловленным зубчатым строением поверхностей ввиду продольных канавок полюсов магнитопроводов 1 и 2 ротора и цилиндрического магнитопровода 6, последний поворачивается, при этом появляется осевое усилие за счет реактивных сил, обусловленных резьбовыми канавками на тех же поверхностях.

При повороте магнитопровода 6 на одно зубцовое деление, т.е. на угол 2л/2, где Z -количество зубцов на одной нитке резьбы в пределах одного оборота, магнитопровод 6 смешается поступательно на величину hi/Z, а на его внутренней поверхности резьба смещается на величину (hi-h2)/Z, где hi - шаг резьбы на наружной поверхности магнитопровода 6, ha - шаг резьбы на его внутренней поверхности. На такую же величину смещается и шток 15.

Следовательно, общий коэффициент редукции (hi-rt2)/Z.

Таким образом, благодаря выполнению различного шага резьбы на внутренней и наружной поверхностях цилиндрического магнитопроводз при одинаковой ее заход- ной в шаговом электродвигателе обеспечивается вращательное и поступательное движения с повышенной точностью позиционирования.

Формула изобретения Шаговый электродвигатель, содержащий ротор с двумя зубчатыми магнитопроводами. расположенный между ними постоянный магнит, намагниченный аксиально, обмотки управления, полый цилиндрический магнитопровод, отделенный от магнитопроводов ротора воздушным за- -зором, примем на внешней поверхности цилиндрического магнитопровода и внутренней поверхности магнитопроводов ротора выполнена винтовая резьба с одинаковым ходом и шагом, каждый магнитопровод ротора разделен на два полюса, обмотки выполнены в виде двух кольцевых катушек и размещены в кольцевых пазах между полюсами магнитопроводов ротора, на поверхностях резьбы полого цилиндрического магнитопроводз и полюсах магнитопроводов ротора выполнены продольные канавки, причем канавки полюса одного магнитопровода ротора сдвинуты на четверть зубцового деления относительно канавок полюса другого магнитопровода и на половину зубцового деления относительно

продольных канавок на втором полюсе того же магнитолровода статора, корпус с отверстиями, прикрепленный к ротору, штанги, втулки и подшипники, отличающийся тем, что, с целью повышения точности позиционирования путем уменьшения шага, в полый цилиндрический магнитопровод установлены два дополнительных цилиндрических магнитопроеода, разделенные по продольной оси постоянным магнитом, на0

магниченным аксиально, на наружной поверхности полого цилиндрического магни- топровода выполнена винтовая резьба с одинаковым шагом, отличным от шага резьбы на других поверхностях при одинаковой с ней заходностью, внутренние кольца подшипников установлены на втулках с отверстиями, штанги прикреплены к торцам, дополнительных магнитопроводов, пропущены через отверстия во втулках и корпусе.

Изобретение относится к электротехнике, к исполнительным механизмам вращательного и поступательного движения, 16 Ю 11 Цель изобретения - повышение точности позиционирования путем уменьшения шага. Шаговый двигатель содержит ротор с магнитопроводами 1 и 2, постоянный магнит 3, обмотки 4 и 5 управления, цилиндрический магнитопровод 6, два подшипниковых щита 7 и 8, втулки 9 и 10, дополнительные магнитопроводы 12 и 13, постоянный магнит 14 и силовой шток 15. Шаг резьбы на наружной поверхности дополнительных магнитопроводов 12 и 13 и на внутренней поверхности цилиндрического магнитопровода отличается от шага резьбы на других поверхностях. Благодаря этому поступательное перемещение штока 15 осуществляется с электромагнитной редукцией. 1 ил. v I сь 4 VI VI Ю СО