Шаговый электродвигатель Советский патент 1993 года по МПК H02K37/00 

Изобретение относится к электротехнике и приборостроению, в частности к шаговым электродвигателям для технических приборов времени.

Цель изобретения - повышение защищенности с повышением надежности и долговечности за счет компенсации радиальных магнитных тяжений, а также повышение технологичности и энергетических характеристик за счет уменьшения рассеяния.

На фиг. 1 и 2 представлен шаговый электродвигатель.

На немагнитных конструкционных деталях 1 (например, колонках с внутренней резьбой) установлен квадратный- магнито- провод 2 с четырьмя стержнями-полюсами 3, имеющими по четыре зубца-наконечника 4.

К замкнутому квадратному магнитопро- воду 2 с противоположных торцов прилегают служащие корпусом двигателя и встречно намагниченные квадратные магниты 5, выполненные, например, из феррита бария (возможно использование изотропных магнитов, например, марки 6 БИ 240). На магнитах 5 установлены их полюсные наконечники 6, а между торцами наконечников 6 и стержней 3 с параллельными краями - катушки 7, расположенные внутри окна магнитопровода и соединенные между собой электрически и являющиеся обмоткой управления однофазной шагового электродвигателя.

Полюсные наконечники 6 имеют кольцевые концентричные ротору выступы 8 и отверстия для опор вращения (подшипников) 9 ротора 10, закрепленного на валу 11.

Ротор 10 имеет цилиндрические выступы на торцах, помещенные внутри кольцевых выступов 8 на полюсных наконечниках 6 магнитов 5 и в своей дисковой части имеет зубцы 12 и 13, угловая протяженность которых отличается, например, в два раза (при таком же отличии в угловых протяженностях пазов 14 и 15 на роторе).

Вставки 16 из диэлектрика отделяют катушки 7 от выступов 8. В специальные отверстия во вставках 16 напротив соответствующих отверстий в наконечниках 6 (не показаны на чертеже, чтобы не затемнять его смысл) удобно вывести наружу соответствующим образом отмаркированные хонцы катушек 7 обмотки управления для соответствующих переключений по потребности в зависимости от изменения питающего напряжения, характера нагрузки, формы и длительности сигнала управления и т.п.

Доя удобства выполнения и установки катушек 7 на стержнях 3 размер служащих корпусом магнитов в плане выполнен в пределах двух-двух с половиной диаметров

расточки полюсных наконечников магнитопровода.

Двигатель работает следующим образом.

При обесточенных катушках 7 зубцы ро0 тора занимают положение, показанное, например, на фиг. 1, за счет того, что угловая протяженность зубцов 12 (она равна 4°) одинакова с протяженностью наконечников 4. При этом напротив всех зубцов у одной по5 ловины наконечников магнитопровода установлено по зубцу ротора, относительно половины зубцов у другой половины наконечников магнитопровода зубцы ротора установлены с перекрытием на шестую часть

0 зубцового деления ротора, плоскости симметрии ротора и магнитопровода совмещены.

При включении обмотки из катушек 7 происходит взаимодействие магнитных

5 потоков управления (Фу) и возбуждения (Фв), как это показано на фиг. 1 и 2. Благодаря наличию зубцов 13 на роторе обеспечивается однонаправленное перемещение в направлении тех наконечников 4, где

0 обеспечивается сложение потоков Фу и Фв.

Ротор поворачивается на один шаг и фиксируется в новом положении за счет уже описанных средств.

5 С поступлением импульса другой полярности процесс повторяется в уже описанной последовательности.

Таким образом, энергетические характеристики улучшаются, поскольку компен0 сируются радиальные магнитные тяжения и уменьшается магнитное рассеяние.

Технологичность обеспечивается наличием открытых и симметричных вырезов для размещения катушек обмотки. Закрытое вы5 полнение с использованием в качестве корпуса квадратных магнитов обеспечивает повышение защищенности. Кроме того, повышение удельного момента на единицу объема при минимальном шаге является следствием

0 оговоренных размерных соотношений. Возможно и дополнительное улучшение энергетических показателей за счет увеличения аксиального размера с одного до нескольких диаметров расточки полюсов.

5 Формула изобретения

1, Шаговый электродвигатель, содержащий зубчатый ротор, статор со стержневым магнитопроводом, на котором установлена однофазная обмотка управления и зубчатые полюсные наконечники в виде частей кольца, постоянные магниты, прилегающие одноименными полюсами к магнитопроводу с обоих его торцов, а к противоположным торцам магнитов прилегают их полюсные наконечники, служащие крышками для опор вращения вала ротора и снабженные на своих торцах концентричными ротору кольцевыми выступами, в статическом состоянии двигателя при обесточенной обмотке напротив всех зубцов у одной половины наконечников магнитопровода зубцы ротора установлены с перекрытием на шестую часть зубцового деления ротора, плоскости симметрии ротора и магнитопровода совмещены, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и долговечности за счет компенсации радиальных магнитных тяжений и повышения защищенности и энергетических характеристик за счет

уменьшения рассеяния, а также повышения технологичности, магниты выполнены квадратными и служат корпусом двигателя, катушки установлены внутри окна замкнутого

магнитопровода на стержнях с параллельными краями, образующими открытые вырезы в выполненном по форме магнитов магнитопроводе, а ротор снабжен цилиндрическими выступами, размещенными внутри кольцевых выступов на полюсных наконечниках магнитов.

2. Электродвигатель по п. 1.отличающий с я тем, что. с целью повышения технологичности и удобства сборки путем

упрощения выполнения и установки катушек обмотки, размер магнитов в плане вы полнен в пределах двух - двух с половиной диаметров расточки полюсных наконечников магнитопровода.

Изобретение относится к электротехнике, а именно к шаговым электродвигателям. Цель состоит в повышении надежности и энергетических характеристик за счет уменьшения рассеяния. Двигатель содержит немагнитные опорные детали 1, на хо/J J-. торых закреплен магнитопровод 2 с четырьмя полюсами 3, имеющими зубцы 4. К магнитопроводу с разных сторон одноименными полюсами прилегают постоянные магниты 5, имеющие полюсные наконечники с кольцевыми выступами. Внутри магнито- провода 2 установлен зубчатый ротор 10 с зубцами 12 и 13 с разными угловыми протя- женностями и с такими же протяженностями пазов 14 и 15. Ротор закреплен на валу 11. Повышение надежности осуществляется за счет уменьшения осевого тяжения, а энергетических показателей - за счет уменьшения рассеяния. 2 ил. 4 S

fC УЧХЧ

/ / / / /

16 8 10 9 1f

Фиг.1

1