Однофазный шаговый двигатель ИР-360 Советский патент 1992 года по МПК H02K37/00 

Изобретение относится к области электротехники, дискретному приводу, в частности к мостовым индукторно-реактивным двигателям для часов и им подобных приборов с шагом в полный оборот вала.

Цель изобретения - упрощение конструкции и повышение технологичности изготовления однофазного шагового двигателя.

На фиг.1 показан двигатель, продольный разрез; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.З - разрез - Б-Б на фип2; на фиг.4 - двигатель, вид сбоку со стороны ротора; на фиг.5 и 6-то же, вид влево по стрелкам на фиг.7 - разрез В-В на фиг.1; на фиг .ЯМ 1 - ротор двигателя; на фиг. 12 - схема действия двигателя; на фиг. 13-17 - схемы действия двигателя для его модификаций с отклонением от средних угловых размеров, указанных на фиг.12; на фиг.18 -разрез в

плоскости симметрии осей обмотки управления и ротора для другого варианта исполнения двигателя; на фиг. 19 - разрез Г-Г на фиг.18; на фиг.20- разрез D-D на фиг. 19; на фиг.21-разрез Е-Е на фиг.18; на фиг.22 - разрез Ж-Ж на фиг.З; на фиг.23 - конструкция ротора во взаимосвязи с полюсами статора и наконечником магнитов.

На немагнитных платах 1i и 12 (например, из латуни, пластмассы или бронзогра- фита) укреплены Г-образные пластины магнитопровода 2i и 22, имеющие стержни 3i и 32 и полюсные наконечники 4i и 42. К торцам наконечников 4 примыкают магниты 5i и 52 с наконечниками 6i и 62. Обмотка 7 укреплена на стержнях 3i и 32 магнитопровода.

Центральное отверстие 8 в снабженном цилиндрическими поверхностями 9 роторе

00

со

4 Ь.

10 предназначено для установки вала с три- бом. ч

Между краями зубцов в отверстиях наконечников 6i и 62 предусмотрены специальные фиксирующие вырезы 11, которые взаимодействуют с крайними зубцами ротора 10i и Юз, конфигурация которого детально охарактеризована на фиг.8-11.

В варианте конструкции по фиг.18-23 пластина магнитопровода 2i выполнена Т- образной, а пластина 1i - П-образной. Концы стержней 12 и 13 у П-образной пластины 22 прилегают к торцам поперечины 14 Т-образной пластины.

Средний стержень 3 Т-образной пластины установлен напротив промежутка между параллельными стержнями П-рбразной пластины. Магниты 5i и 52 прилегают к торцам параллельных стержней 12 и 13 П-образной пластины. Фиксирующие полюса 15 и 16 ротора 10 установлены с одного конца, выполненного заодно с валом 17 ротора. Один из подшипников 18 вала 17ротора размещен между фиксирующими полюсами 15 и 16 и первым из полюсов 19 ротора. Для упрощения сборки и эксплуатации использованы немагнитные конструктивные детали 20-24.

При отсутствии тока в обмотке 7 ротор 10 под действием реактивного момента фиксации занимает такое положение, которое показано в верхней части фиг. 12а-17а,

При поступлении в обмотку 7 импульса определенной полярности (одинаковой) происходит доворот среднего зубца ротора 102 в положение по фиг. 126 - 176 - под действием активного вращающего момента от взаимодействия МДС обмотки 7 управления и поляризующего потока постоянных магнитов 5i и 52.

Из положения по фиг. 126 -176 крайний зубец Юз с большей угловой протяженностью.стремится повернуть ротор под действием реактивного момента (фиг.126 - 176, вид справа) в положение по фиг.12в - 17в, откуда на последнем этапе (изображение фиг.12в - 17B,BHfl слева) шаг завершается под действием реактивного момента, обусловленного крайним зубцов 1СН с меньшей угловой протяженностью. Таким образом, шаг всегда равен полному обороту ротора. Срабатывание возможно от импульсов только одной полярности, что обеспечивает повышенную помехозащищенность.

Магнитная цепь магнитов 5i и 52 при повороте ротора 10 не разрывается, поскольку крайние зубцы 10i и Юз ротора выполнены лишь напротив части поверхности отверстия в наконечниках 6i и 62 (или выступов в отверстиях наконечников 6i и 62).

Поэтому данный двигатель органически сочетает преимущества шагового двигателя с мостовой схемой построения магнитной системы (индукторного) и реактивного шагового двигателя. При этом магниты, в отличие от известных технических решений, участвуют в создании активного вращающего момента только при поступлении импульсов одной полярности, что является важной

0 особенностью данной конструкции.

Упрощение конструкции и повышение технологичности изготовления и сборки обеспечивается уменьшением номенклатуры составных частей магнитопроводящих

5 элементов статора до двух единиц при упрощении формы деталей.

Фор мула изобретения

1.Однофазный шаговый двигатель, содержащий явнополюсный статор с магнито0 проводом, включающим охваченный обмоткой управления стержень, два постоянных магнита, имеющих по крайней мере один полюсный наконечник с выступом, фиксирующим ротор с тремя аксимально

5 смещенными полюсами, один из которых установлен с радиальным зазором относительно магнитопровода обмотки, а два других являются фиксирующими и установлены с радиальным зазором относительно высту0 па полюсного наконечника магнитов, причем угловая протяженность одного из фиксирующих полюсов ротора равна, а у другого - больше угловой протяженности выступа полюсного наконечника постоян5 ных магнитов, отл ич а ю щий с я тем, что, с целью упрощения конструкции и повышения технологичности изготовления, прилегающий к торцам обоих магнитов магнитопровод обмотки управления вы0 поднен в виде двух прилегающих торцами пластин, на каждой из которых выполнено по одному полюсу, полюсный наконечник магнитов выполнен с отверстием, на внутренней поверхности которого выполнен

5 фиксирующий выступ, а ротор выполнен в виде ступенчатого цилиндрического тела с образующими полюса вырезами в нем, причем плоскость, пересекающая середину одного из полюсов ротора и перпендику0 лярная к оси его вращения, проходит между торцами охватывающих упомянутый полюс ротора с разных сторон двух пластин магнитопровода..

2.Двигатель по п.1, отл ича ю щийся 5 тем, что одна из пластин магнитопровода

выполнена Т-образной, а другая - П-образной, на среднем стержне Т-образной пластины размещена обмотка, пластины установлены так, что концы стержней у П- образной пластины прилегают к торцам поперечины Т-образной -пластины, средний стержень Т-образной пластины установлен напротив промежутка между параллельными стержнями П-образной пластины, магниты прилегают к торцам параллельных стержней П-образной пластины, фиксирующие полюса ротора установлены с одного конца, выполненного за одно с валом ротора, один из подшипников вала-ротора размещен между фиксирующими полюсами и первым из полюсов ротора.

3. Двигатель по п.1, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что обе пластины магнитопровода выполнены одинаковыми и Г-образными и развернуты одна относительно другой на 180° и их стержни установлены с прилеганием своими торцами и образуют несущий обмотку сердечник магнитопровода, а их короткие стороны, параллельные стержням, заканчиваются полюсами статора, каждый

из магнитов установлен между торцами одного из наконечников магнита и короткой стороны одной из Г-образной пластин.

4.Двигатель по п.З, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что ротор выполнен с двумя цилиндрическими поверхностями, которые помеще- .ны в отверстиях плат из немагнитного антифрикционного материала, причем упомянутые платы установлены между торцами полюсных наконечников Г-образных пластин магнитопровода и наконечников магнитов, а каждая цилиндрическая поверхность-опора вращения ротора размещена между одним из расположенных по. концам ротора фиксирующих полюсов и средним полюсом.

5.Двигатель по пп.З и 4, отличающий с я тем, что ротор выполнен с центральным отверстием для обеспечения возможности установки в него соединенного с трибом вала.

Изобретение относится к дискретному приводу, преимущественно для приборов времени. Цель - упрощение конструкции и повышение технологичности изготовления. На магнитных платах укреплены пластины магнитопровода статора со стержнями и полюсными наконечниками, к торцам которых примыкают магниты, имеющие по крайней мере один полюсный наконечник. 2 Ротор выполнен в виде одной детали. Зубцы образованы выступами и вырезами в детали ротора. При поступлении в обмотку управления импульса определенной полярности происходит поворот ротора под действием вращающего момента от взаимодействия магнитного потока обмотки управления с магнитным потоком от постоянных магнитов в такое положение, где зубцы стремятся повернуть ротор под действием реактивного момента. При этом ротор совершает шаг 2п. Сборка упрощена за счет выполнения ротора в виде одной детали, а магнитопровода статора - в виде пластин, уложенных друг на друга. 4 з.п. ф-лы, фиг.23.

Фиг.1

А-А

Фие.2

со со

пГ

со

1

U3

i LO

С-.

го

1/5

JT

стэ си

i

3r Т

()i a w-flfftf

Риг. Ю

П

Фи2.7

fe.77

Фиг. П

Исходное

Дл

Ладан

& №,

Если тока

$0) |

к исходном / Мреак/п

.Ю3 (Wtl

S

т т

S

%

I

5Й

чь

«а

ч- т го

00

й

из

to

0

«О

«с

CNJ

IT

T T

со

CO

to

en

к vo

19 Риг. 22

/Г-Ж

-20

Л

IT