ШАГОВЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ Советский патент 1966 года по МПК H02K37/00 

Известные шаговые двигатели с многофазной обмоткой переменного тока на статоре и короткозамкнутой или фазной обмоткой, охватывающей часть окружности ротора, развивают недостаточный пусковой момент и работают неустойчиво при значительной цене шага - 180, 120 или 90°. Это объясняется тем, что обмотка статора создает в воздушном зазоре пульсирующее поле, ось которого смещается в пространстве на заданный угол, равный шагу, при коммутации соответствующей фазы.

В предлагаемом электродвигателе, с целью увеличения пускового момента и устойчивости, обмотка статора разбита на несколько секций, образующих бегущие магнитные ноля, направление которых изменяют коммутацией соответствующих секций обмотки статора.

На фиг. 1 показана одна из возможных конструкций предлагаемого двигателя, продольный разрез; на фиг. 2 приведены схемы, иллюстрирующие направление бегущих полей и положение ротора при шаге 90° (фиг. 2, а; 2, 6) и 180° (фиг. 2, в; 2, г).

Наружный / и внутренний 2 статоры выполнены шихтованными из листов электротехнической стали. Полый немагнитный ротор 3 представляет собой неполный цилиндр, занимающий в данном случае половину окружности расточки статора. Многофазная обмотка 4

статора секционирована, каждая секция обмотки размещена в отдельной дуговой зоне статора, занимая, например, четверть окруй ности. В из четырех дуговых зон статора создается бегущее электромагнитное поле, направление вращения которого определяется схемой размещения обмотки и чередованием фаз приложенного напрялсения.

Асинхронный момент, передаваемый ротору

одной дуговой зоной статора, пропорционален их взаимному перекрытию. Если в смежных дуговых зонах статора направление вращеиия полей встречное, то на ротор воздействует суммарный вращающий момент, величина и

знак которого зависят от положения оси симметрии ротора относительно границы дуговых зон статора со встречно бегущими нолями. При совпадении оси симметрии ротора с границей указанных дуговых зон

статора вращающий момент равен нулю. Этим определяется состояние устойчивого равновесия ротора, при отклонении от которого возникает вращающий момент.

Пусть в исходном состоянии поля 1-го и

4-го квадрантов вращаются по часовой стрелке, а поля 2-го и 3-го - против часовой стрелки, тогда независимо от положения ротора к моменту включения он повернется в полол ;ение, при котором ось его симметрии будет

ми, расположепнымн в 1-оы и 2-ом квадрантах статора (фиг. 2, а). При поступлении управляющего импульса, электронпый коммута. тор переключает чередование фаз в двух диаметрально противоположных дуговых зонах статора. Если переключаются обмотки 1-го и 3-го квадрантов, то ротор поворачивается па 90° против часовой стрелки в положение, показанное на фиг. 2, б. Для поворота ротора па 90° по часовой стрелке необходимо переключить обмотки 2-го и 4-го квадрантов. Таким образом двигатель обеспечивает реверсирование паправления вращения.

Предлагаемая конструкция позволяет увеличить цену щага до 180°. При этом направление бегущих полей в трех дуговых зонах статора устанавливается согласным, а в четвертой дуговой зоне - встречным по отнощению к остальным, как показано на фиг. 2, в. При коммутации переключаются обмотки в двух диаметрально противоположных дуговых зонах статора, и ротор поворачивается па 180°

по часовой стрелке или против в зависимости от того, какая пара обмоток переключена. На фиг. 2, г показано положение ротора после поворота в направлении движения часовой стрелки при переключении обмоток в 1-м п 3-м квадрантах.

Измепепием числа дуговых зоп статора и порядка коммутации обмоток этих зон можно получить любую другую цену шага в шаговом двигателе описанного типа.

Предмет изобретепия

Шаговый электродвигатель с многофазной обмоткой переменного тока на статоре и короткозамкнутой или фазной обмоткой, охватывающей часть окружности ротора, отличающийся тем, что, с целью увеличепия пускового момента и устойчивости, обмотка статора разбита на несколько секций, образующих бегущие магнитные поля, направление которых изменяют путем коммутации соответствующих секций обмотки статора.