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

Фиг. Т

7J П И

00

СЛ VI СЛ

Изобретение относится к универсальным шаговым электродвигателям.

Целью изобретения является повышение удобства сборки,разборки и переборки с повышенной точностью изготовления и качеством отработки шагов в реверсивном режиме.

На фиг. 1 дан общий вид электродвигателя; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1 (реверсивный вариант); на фиг. 3 - eVifl для нереверсивного варианта; на фиг. 4-9 - пояснение принципа действия для реверсивного варианта двигателя; на фиг. 10-15 - пояснение принципа действия нереверсивного двигателя; на фиг. 16 - характер изменения магнитных проводимостей по потоку магнита от угла поворота ротора в пределах двух шагов для каждого из восьми полюсов магнитопровода статора реверсивного двигателя; на фиг. 17 - зависимость суммарной магнитной проводимости для полюсов одного из сердечников магнитопровода двигателя по фиг. 2, 16; на фиг. 18 - зависимость суммарной магнитной проводимости потю- току магнита для полюсов другого сердечника магнитопровода двигателя по фиг. 2, 16; на фиг. 19 - зависимость суммарной проводимости обоих сердечников магнитопровода для потока магнита,

На немагнитном основании 1 установлен магнитопровод 2 с двумя П-образными сердечниками 3, имеющими наконечники 4. К торцу наконечников 4 прилегает кольцевой магнит 5 со своим наконечником 6. Две катушки управления 7 установлены по одной на каждом из сердечников 3. Вал 8 установлен в опорах вращения 9 и несет малоинерционный зубчатый ротор ТО. Для взаимной ориентации наконечника 6, магнитопровода и основания служат конструкционные элементы 11 (например, немагнитные колонки и т.п.). Вырез 12 в основании 1 служит для доступа ведомого колеса первого звена часового редуктора к трибу 13, сидящему на валу 8.

Ротор 10 подмагничен магнитом 5, например, с полярностью N. В случае рев ер- сивного режима исходное положение зубцов ротора по отношению к зубцам-полюсам 14-21 показано, например, на фиг. 4. При поступлении тока, например, в правую катушку полюса 14 и 15 подмагничиваются с полярностью S, а полюса 16 и 17-с полярностью N. Благодаря взаимодействию зубцов ротора и полюсов 14-17, ротор;,/ стремится перейти из положения по фиг. 4 в положение по фиг, 5 и затем в положение по фиг. 6. Если в промежуточном положении

(см. фиг. 5) ток поступит и в левую катушку тоже, то моменты от двух катушек в положении по фиг. 5 будут складываться. В положении по фиг. 6 моменты от катушек

уравновешиваются, и это положение совпадает с тем, в котором окажется ротор при обесточенном статоре.

При смене полярности импульса (см. фиг. 7) ротор совершит новый шаг в 30° в

уже описанной последовательности (см. фиг. 8 и 9).

Для того, чтобы обеспечить шаговое перемещение не по часовой стрелке, а в противоположную сторону, достаточно

обеспечить любым известным способом подачу тока в исходном положении по фиг. 4 не в правую катушку, а наоборот - в левую катушку. Тогда момент в положении согласно фиг. 4 будет направлен против часовой

стрелки, В остальном процесс будет происходить в такой же последовательности.

В случае нереверсивного режима исходное положение ротора по отношению к полюсам 14-17 (см. фиг. 10) не меняется, а

полюса 18, 19 и 20, 21 меняются местами по сравнению с положением по фиг. 4. Здесь импульсы подаются одновременно в обе катушки, момент от которых складывается (см. фиг. 10, 11), и ротор переходит в положение

по.фиг, 12. С поступлением нового импульса (другой полярности - см, фиг. 13) ротор переходит в положение по фиг. 14 и затем фиксируется в положении по фиг. 15.

Формула изобретения

Универсальный шаговый электродвигатель, содержащий статор в виде немагнитного основания, на котором укреплен магнитопровод с несущими катушки управления стержнями и зубцами-полюсами, кольцевой магнит с наконечником и зубчатый ротор, отличающийся тем, что, с целью повышения удобства сборки, разборки и переборки с повышенной точностью

изготовления и качеством обработки шагов, ротор выполнен двенадцатизубцовым с зубцами в треть зубцового деления и промежутками между зубцами в две трети зубцового деления, при этом пара зубцов-полюсов на

концах каждого стержня разделена впадиной в треть зубцового деления, где по одну сторону впадины зубцы-полюса выполнены с протяженностью в одну треть зубцового деления, а по другую - в две трети зубцового

деления, причем края зубцов-полюсов противоположных концов стержней установлены симметрично относительно дэух взаимно перпендикулярных плоскостей.

Фмг.4фиг, 7

Использование: в качестве дискретного привода. Сущность изобретения; шаговый электродвигатель содержит два П-образных сердечника 3 с наконечниками 4 и обмотками управления 7, двенадцатиэубцовый ротор 10. К торцу наконечников 4 прилегает кольцевой магнит 5 со своим наконечником 6. Ротор выполнен с зубцами в 1 /3 зубцово- го деления при промежутках между зубцами в 2/3 зубцового деления. Наконечники 4 выполнены с зубцами протяженностью в 1 /3 и 2/3 зубцового деления при промежутках между зубцами в 1 /3 зубцового деления. Изобретение позволяет повысить удобство сборки, разборки и переборки двигателя с одновременным повышением точности его изготовления. 19 ил.

Фиг. 6

Фиг 9

Ф#е. 10

Фаг. 11

фуг. 12

л

rz

0#г. 13

Фи а. 14Фиг. 15

&# /# f/7 J / Ј0О fff & 30 fff 50 60

О Iff 20 W 40 50 60g ff %Q $ff #& 5Q &

ф&е. J6

Tz

Af9 у

Is0f

«

в fff Iff J0 40 50 60

Фс/г. iff