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

Изобретение относится к электротехнике, а точнее - к шаговым электродвигателям.

Цель изобретения - устранение указанных недостатков, т.е. упрощение технологии изготовления и повышение энергетических показателей шаговых двигателей.

На чертеже изображена принципиальная схема предложенного шагового электродвигателя.

Изображенный четырехфазный шаговый электродвигатель содержит пассивный ротор 1 из листовой электротехнической стали с равномерно распределенными по окружности зубцами 2, число которых Zp 25 нечетно; статор 3 также из листовой электротехнической.стали со смещенными относительно друг друга на t фазными зонами, каждая из которых состоит из двух рядом расположенных зубчатых полюсов 4, охватываемых последовательно-встречно соединенными между собой катушками 5 фазы, и содержащих по три зубца 6. При этом угол между серединами крайних зубцов 6 смежных зубчатых полюсов 4 фазной зоны а .6° 14.4°, т.к. m 4. п 1, а t 360°/m.ZP 360°/Ф25 3,6°. Угол между серединами смежных зубцов 6 зубчатых полюсов 4 соседних фазных зон/ (m/2-k + 1) х х t (4/2-2 + 1).3,6° 18°, а угол между серединами зубчатых полюсов у 360°/2-т 360°/2-4 - 45°,

/

00

го о

Ч) 00

ю

OJ

В шаговых двигателях с малым угловым шагом t для упрощения конструкции штампа и облегчения укладки в пазы катушек зубчатые полюса выполняются прямыми, т.е. ммеют одинаковую ширину по всей высоте. 8 этом случае угол у между серединами оснований зубчатых полюсов одной фазы принимается равным 360°/2-т 0,5t, а между серединами оснований смежных зубчатых полюсов различных фаз равным 3 60°/2 m + 0.5t.

Также в двигателях с малым угловым шагом t для облегчения укладки катушек в пазы статора коэффициенты п и k принимаются большими, т.к. а этом случае расстояние между .- зубчатыми полюсами увеличивается за счет уменьшения числа, зубцов на зубчатых полюсах.

Упрощение технологии изготовления предложенного шагового двигателя достигается его выполнением с числом фазных зон равным т, т.к. в этом случае вдвое, по сравнению с прототипом, уменьшается число зубчатых полюсов статора, а соответственно и число его катушек.

Повышение энергетических показателей достигается также за счет уменьшения вдвое числа пазов статора, т.к. при этом значительно увеличивается объем пазов, а соответственно уменьшаются потери в меди фазных обмоток и возрастает индукция в зубцах, что приводит к увеличению момента на валу шагового двигателя.

Из-за наличия в фазе только одной фазной зоны при работе двигателя ротор испытывает одностороннее тяжение. Однако, учитывая, что шаговые двигатели выполняются, как правило, малогабаритными, величина этого тяжения не менее чем на порядок

меньше допускаемой радиальной нагрузки на подшипники ротора и поэтому не может повлиять на их долговечность.

Предложенный шаговый электродвигатель может быть выполнен с активным ротором, состоящим из двух, смещенных относительно друг друга на 0,5 зубцового деления половин, между которыми установлен кольцевой магнит.

Формула изобретения Многофазный шаговый электродвигатель, содержащий ротор с числом зубцов Zp и статор со смещенными относительно друг

друга фазными зонами, каждая из которых состоит из двух, рядом расположенных зубчатых полюсов, охватываемых последовательно-встречно соединенными между собой катушками фазы, отличающийся

тем ,что, с целью повышения технологичности изготовления и энергетических показателей, он выполнен с числом фазных зон, равным т, где т - число фаз, причем, если одно из чисел т или Zp является четным, то

второе - нечетным, угол «между серединами крайних смежных зубцов каждой фазной зоны и угол / между серединами смежных зубцов зубчатых пол юсов соседних фазных зон равны соответственно a mnt,/ (m:2K +

+ 1) t,

где n и К - целые числа, не равные 0;

t - угол, соответствующий перемещению ротора за один шаг, а угол между серединами оснований смежных зубчатых полюсов находится в диапазоне от 3600/2 т до 360°/2-т - 0,5 t для зубчатых полюсов одной фазы и до 360°/2« т + 0,51 для смежных полюсов разных фаз.

, J.

В

Использование: электротехника, дискретный шаговый электропривод. Сущность: Предложенный шаговый электродвигатель, содержащий ротор с числом зубцов Zp и статор со смещенными относительно друг друга на угол t, соответствующий перемещению ротора на один шаг, фазными зонами, каждая из которых состоит из двух рядом расположенных зубчатых полюсов, охватываемых послеДовательно-встречно соединенными между собой катушками фазы, при этом угол между серединами крайних смежных зубцов этих двух зубчатых полюсов а m-n t, а угол между серединами смежных зубцов зубчатых полюсов соседних фазных зон /3 (m/2 k+1).t, где т - число фаз двигателя, п и к - любые целые числа, не равные О, t 360°/m Zp - угол поворота на один шаг, выполнен с числом фазных зон т, причем если одно из чисел т или Zp четные, то второе - нечетное, а угол между серединами оснований смежных зубчатых полюсов у принят в диапазоне от 360°/2-т до 360°/2 т - - 0,5 t для зубчатых полюсов одной фазы и до 360°/2т + 0,5 t для смежных зубчатых полюсов различных фаз. Устройство позволяет расширить диапазон единичного шага перемещения. 1 ил.