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. повышение КПД и вращающего момента шагового электродвигателя.

На фиг. 1 представлена принципиальная конструктивная схема предложенного шагового электродвигателя; на фиг. 2 - часть статора.

Шаговый электродвигатель содержит зубчатый ротор 1, выполненный в виде кольца с числом зубцов трапецеидальной формы, равным 50, статор 2 со смещенными относительно друг друга на 360/т 90 электрических градусов четырьмя фазными зонами, каждая из которых состоит из двух диаметрально расположенных участков фазы, включающих по два зубчатых полюса 3, каждый из которых содержит по три зубца 4, при этом пазы между зубчатыми полюсами каждого фазного участка в воздушном зазоре равны ширине паза статора, а между зубчатыми полюсами соседних фаз сумме ширин паза статора и 1/т 1/4 зубцового деления ротора, причем боковые поверхности каждого зубчатого полюса 3 выполнены параллельными и совладают с боковыми поверхностями его крайних зубцов, четырехфаз- ную обмотку статора с фазами, состоящими из двух диаметрально расположенных катушечных групп, каждая из которых содержит две последовательно встречно соединенные между собой катушки 5, охватывающие два полюса 3 (см, фиг. 1).

00

ю

О

Шаговый электродвигатель работает следующим образом.

Одна клемма источника постоянного тока (не изображен) постоянно подключена к общей для всех фаз нулевой точке, а фазные обмотки точками А, В, С и Д посредством коммутатора поочередно подключаются к второй клемме источника постоянного тока, создавая в статоре 2 катушками 5 вращающееся магнитное поле, которое приводит во вращение ротор 1.

Выполнение зубчатых полюсов статора С боковыми поверхностями, совпадающими с боковыми поверхностями его крайних зубцов, позволяет значительно уменьшить рассеяние магнитного потока между зубчатыми полюсами, а соответственно, использовать максимально возможное число зубцов статора, что обеспечивает достижение максимальных значений вращающего момента и КПД шагового электродвигателя.

Целесообразность выполнения зубцов статора трапецеидальными вызвана тем, что при прямоугольной форме пазов крайние зубцы зубчатых полюсов будут иметь в основании меньшее сечение, чем в воздушном зазоре.

Выбор угла между боковыми поверхностями зубчатых полюсов в диапазоне ±10° от параллельности зависит от величины шага двигателя. Так, при шаге, например, большем 1,8°, поток рассеяния между боковыми поверхностями зубчатых полюсов незначителен и в зтом случае целесообразно принимать часть диапазона от 0 до -10°. Соответственно, при уменьшении шага поток рассеяния между зубчатыми полюсами возрастает, и поэтому для его уменьшения целесообразно принимать часть диапазона от 0 до+10°.

Испытания предложенного шагового двигателя показали, что его применение позволит получить значительный экономический эффект как за счет уменьшения габаритов и массы, так и за счет повышения КПД.

Формула изобретения

1. Шаговый электродвигатель, содержащий кольцевые статор и ротор с трапецеидальной формой зубцов, фазные зоны статора, смещенные относительно друг друга по окружности статора на 360/т град.,

где т - число фаз, состоят из диаметрально расположенных участков, включающих по два зубчатых полюса, охваченных последовательно встречно соединенными между собой катушками фазы, равномерно

распределенными по окружности в пазах статора, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД и вращающего момента, расстояние между зубчатыми полюсами каждого участка фазы равно ширине

паза статора, а расстояние между зубчатыми полюсами соседних фаз равно сумме ширин паза статора и 1/т зубцового деления ротора, причем боковые поверхности зубчатых полюсов совпадают с боковыми поверхностями крайних зубцов этих полюсов.

2.Электродвигатель поп. 1, отл ича ю- щ и и с я тем, что боковые поверхности зубчатых полюсов выполнены с отклонением от параллельности в пределах ± 10°, а

зубцы ротора и статора трапецеидальными.

3.Электродвигатель по п. 1, о т л и ч a rout и и с я тем, что, с целью повышения быстродействия, высота ярма ротора выполнена не более ширины основания зубчатого полюса и не менее ее половины.

Использование: в шаговых электродвигателях дискретных электрических приводов. Сущность изобретения: в шаговом электродвигателе, содержащем кольцевые зубчатые статор и ротор, где фазные зоны статора смещены по окружности на 360/т электрических градусов, где m - число фаз, и состоят из диаметрально расположенных участков, включающих по два зубчатых полюса, охваченных последовательно встречно соединенными между собой катушками фазы, размещенными в пазах статора, расстояние между зубчатыми полюсами каждого участка фазы равно ширине паза статора, а расстояние между зубчатыми полюсами соседних фаз равно сумме ширин паза статора и 1/т зубцового деления ротора, причем боковые поверхности зубчатых полюсов совпадают с боковыми поверхностями крайних зубцов этих полюсов. Боковые поверхности зубчатых полюсов выполнены с отклонением от параллельности в пределах ± 10°, зубцы ротора и статора - трапецеидальными, а высота ярма ротора выполнена не более ширины основания зубчатого полюса и не менее ее половины. 2 з.п. ф-лы, 2 ил. (Л С

Фиг. I

Фиг. 2