Многофазный шаговый электродвигатель Советский патент 1993 года по МПК H02K37/00 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для дискретного вращения рабочих органов на повышенных частотах управления.

Целью изобретения является улучше- ние динамических характеристик.

На фиг.1 показан общий вид многофазного шагового электродвигателя; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.З - взаимное расположение зубцов ротора относительно зубцов индуктора на одной фазе двигателя.

Многофазный шаговый электродвигатель содержит немагнитный корпус 1, на котором установлен индуктор 2. Каждая фаза индуктора имеет магнитопровод, содер- жащий диски 3 и 4, цилиндрическую спинку 5, обмотку 6, Для уменьшения магнитного сопротивления в корпусе укреплены (например, посредством электронно-лучевой или лазерной сварки) магнитомягкие вставки 7. Внутри корпуса 1 смонтированы кольца 8 с зубцовой зоной на внутреннем диаметре, разделенные немагнитными проставками 9. Конструктивно кольца с проставками могут быть жестко соединены, например, с по- мощью лазерной сварки. Это сборка может быть укреплена в корпусе, например, штифтами. Зубцы на соседних фазах необходимо сместить на угол etc /n, где ат - зубцовое деление (см. фиг.2), n - число фаз двигателя. Ротор 10 двигателя выполнен в виде немагнитного полого цилиндра, в котором расположены втулки 11 с зубцовой .зоной на наружном диаметре, разделенные между собой немагнитными элементами 12. Сое- динение втулок с немагнитными элементами может быть выполнено, например, посредством лазерной сварки. Втулки с зубцами образуют активную часть ротора. Длины колец 8 равным длинам втулок 11, а длины проставок 9 равны длинам немагнитных элементов 12. Длина немагнитных элементов и проставок выбирается с таким расчетом, чтобы при принятом рабочем зазоре шунтирование через них магнитного потока было в допустимых пределах. Немагнитные элементы смещены относительно проставок на величину х, равную полусумме длин втулки и немагнитного элемента, т.е. х (А+с)/2. Длина проставок или немагнитных элементов в несколько раз меньше длины колец и втулок.

Ротор 10 смонтирован на подшипниках 13 (второй подшипник не показан), фазы, расположенные по длине двигателя, по индуктору разделены немагнитными вставками 14, а внутри корпуса вставками 15 для уменьшения шунтирования магнитного потока при коммутации двигателя. Питание к обмоткам подводится через штепсельный разъем 16.

Многофазный шаговый электродвигатель работает следующим образом: на обмотки 6 индуктора 2 в определенной последовательности подается напряжение от блока управления. Например, в случае 4-х фазного шагового двигателя две обмотки обычно находятся под постоянным напряжением (фазы I и II). Чтобы сообщить ротору 10 шаговое перемещение подают импульсы тока на обмотки фаз II и II, а фазу I обесточивают и т.п. Магнитный поток многократно модулируется в рабочих зазорах, проходя последовательно от зубцов колец 8 к зубцам втулок 11 ротора, затем к зубцам втулок, ротора и т.д. (см. фиг.З). Немагнитные про- ставки 9 и немагнитные элементы 12 предотвращают шунтирование магнитного потока, который проходит только через зуб- цовую зону. Вследствие многократной модуляции магнитного потока через зубцовую зону, имеющую большую рабочую поверхность, увеличивается статический электромагнитный момент двигателя, а следовательно, и максимальный статический момент Мет.max.

При выполнении .ротора полым уменьшается момент инерции ротора р и, следовательно, увеличивается динамическая добротность Кд двигателя: Кд МСт.. Кроме того, при таком выполнении зубцовой зоны потоки рассеяния Фр (см.фиг.З), проходящие через обмотку, попадания в зубцовую зону и, модулируясь в ней, совершают полезную работу, Многократная модуляция потока в зазоре повышает характеристики многофазно шагового электродвигателя: увеличивается электромагнитный момент, а за счет уменьшения момента инерции ротора и повышения динамической добротности двигатель может работать на повышенных частотах управления.

Формула изобретения

Многофазный шаговый электродвигатель, содержащий цилиндрический корпус, на котором установлен индуктор, выполненный в виде магнитопроводов с обмотками каждой фазы с активной частью в виде закрепленных внутри корпуса колец с зубцовой зоной, разделенных немагнитными проставками, и ротор с активной частью с зубцовой зоной, причем, зубцы фаз одной из активных зон двигателя смещены относительно друг друга на «r/п, где ат - зубцовое деление, n - число фаз, отличающийся тем, что, с целью улучшения динамических характеристик, активная часть ротора выполнена в виде втулок и разделяющих их немагнитных элементов, длина которых равна длинам колец и немагнитных проста- вок соответственно, их количество на каждой фазе меньше на единицу количества

колец и проставок, при этом, немагнитные элементы смещены относительно проставок на величину, равную полусумме длин втулки и немагнитного элемента, а длина каждого из них в несколько раз меньше длины втулки.

Редактор

Составитель В.Воскобойников Техред М.МоргенталКорректор И.Шулла

Использование: для дискретного вращения рабочих органов на повышенных частотах управления. Сущность изобретения: активная часть ротора 10 выполнена в виде втулок 11 и разделяющих их немагнитных элементов 12, длина которых равна длинам колец 8 и немагнитных проставок 9 соответственно, их количество на каждой фазе меньше на единицу количества колец 8 и проставок 9, при этом немагнитные элементы 12 смещены относительно проставок 9 на величину, равную полусумме длин втулки 11 и немагнитного элемента 12, а длина каждого из них в несколько раз меньше длины втулки 11. При таком выполнении зубцовой зоны потоки рассеяния, проходящие через обмотку, попадают в зубцовую зону и, моду- лируясь в ней, совершают полезную работу. Многократная модуляция потока в зазоре увеличивает электромагнитный момент, а за счет этого повышается динамическая добротность. 3 ил. ел С

Заказ 1192Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб ., 4/5

Производственно-издательский комбинат Патент, г, Ужгород, ул.Гагарина, 101

Л .ii.