ЛИНЕЙНЫЙ ШАГОВЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ Советский патент 1973 года по МПК H02K41/03 

Известны линейные шаговые электродвигатели с фиксацией по дл;И1не хода, содержащие статор с магнитопроводом и катушками управления и фиксации, за.крвплеН1Ным1и на корпусе, подвижный элемент и элементы, осуществляющие его перемещение и фиксацию, включающие в себя неподвижные полюсы, якорь с полюсами и секторами, расходящимися в радиальном направлении при включении катушек фиксации. Подвижный элемент в таких электродвигателях выполнен в «иде стрежня или трубы и проходит между Секторами так, что может касаться их внутренних поверхностей. При этом технологически трудно обеспечить оптимальный кольцевой зазор между корпусом и секторами, обуславливающий максимальное тяговое усилие двигателя, из-за необходимости обработки с жесткими допусками нескольких деталей, влияющих на зазор.

Для улучшения технологичности и повышения тягового усилия двигателя в предлагаемом электродвигателе вдоль его оси установлена штанга, жестко закрепленная IB корпусе, на которой размещены элементы перемещения и фиксации подвижного элемента. Подвижный элемент выполнен -в виде тонкостенной трубы, помещенной iB «ольцавом зазоре между секторами и корпусам.

Па чертеже показан описываемый электродвигатель, поперечный разрез.

Электродвигатель состоит из корпуса }, внутр;и которого ВДОЛЬ ОСИ установлена штанга 2, жестко связанная с верхней частью корпуса. Па штанге жестко закреплены неподвижные полюсы 3 VI 4 ИЗ магнитомягкой стали и упор 5. Между полюсами 3 ч 4 помещен якорь 6 с полюсами 7 и S из магнитомягкой стали, а между полюсами 7 и 8 вложены секторы 9 также :из магнитомягкой стали. Аналогичные секторы 10 вложены и между неподвижным полюсом 4 и упором 5. В кольцевой зазор между внутренней поверхностью корпуса / и наружными поверхностями секторов 9 yi 10 помещен продольно перемещаемый элемент //, выполненный в виде тонкостенной трубы. Снарул и корпуса 1 расположен статор с магнитопроводом 12, подъемной 13 и снусковой 14 катущками управления, верхней 15 и нижней 16 катушками фиксации и немагнитными прокладками 17. К нижнему концу элемента // подвешен стержень 18 управления. Элемент // установлен в двигателе так, что при обесточенных катушках 13-16 он ничем не удерживается и при вертикальном положении двигателя под действием собственного веса перемещается вниз.

Для обеспечения работы двигателя необходимо на его катущки подавать электрические импульсы определенной продолжительности и в определенной последовательности.

«На подъем двигатель работает следующим образом.

Пр.н включении удерживающей катушки 15 секторы 9 под действием электромагнитных сил расходятся в радиальном направлении от центра и П|рилшмаются к внутренней поверхности элемента /У. Сила статического трения при этом между секторами 9 и элементам 11 превышает вес подвижных частей двигателя (элемента 11 и стержня 18). После этого включается подъемная катушка 13, и нодв-ижный нол юс 7 притягивается к неподвижному полюсу .1 Якорь 6 вместе с секторами 9 и удерж-иваемым «ми элементом 11 перемещается вверх на величину зазора а. Затем катушка 15 выключается, я секторы 10 прилсимаются к внутренней поверхности элемента 11 и ф;иксируют его в данном положении. Далее обесточиваются катушки 13 и 16 и включается катушка 14. Якорь 6 вместе с секторам И 9, но без элемента 11 (поскольку катушка 15 обесточена и ceirropbi 9 не приж имаются к внутренней поверхности элемента 11) под действием собственного веса и силы пр;итял ения к полюсу 4 перемещается вниз на величину зазора а в исходное положение. В дальнейшем работа двигателя аналогична описанной, и элемент // со стрельнем 18 перемещается вверх шагами, равными велнчине зазор; а.

При работе двигателя «на спуск катушки включаются в другой последовательности.

Величина тягового усилия предлагаемого двигателя по сравнению с известными при одинаковых габаритах выше, так как величина зазора продольно перемещаемым элементом н пнутренней поверхностью корпуса двигателя (усилие зависит от этой величины) колеблется в значительно меньших пределах.

потому что иа величину зазора влияют допусliH только на эти две поверхности.

Величина изпоса трущихся поверхностей (наружных поверхностей секторов 9 м 10 и внутренней новерхности элемента7/) не влияет на величппу зазора эле.ментом 11 и внутренней поверхностью корпуса /, а следовательно, и на тяговое усилие двигателя. Поэтому моторесурс двигателя значительно увеличивается.

Для получения максимального тягового усилия продольно перемещаемый элемент // выполнен из Магнитомягкой стали, а толщина его стенки должна быть минимальной и выбирается из условия отсутствия остаточных деформа1ШЙ от усилий, действующих со стороны сектоторов 9 и 10 на его внутревюю новерхность при включении катушек 15 и 16.

Предмет изобретения

Линейный шаговый электродвигатель с фиксацией по длине хода, содержащий статор с магнитолроводом и катушками управле-няя и фиксации, закрепленными на корпусе, подвижный элемент и элементы, осуществляющие его перемещение и фиксацию, включающие в себя неподвижные полюсы, якорь с полюсами и секторами, расходящимися в радиальном направлении при включении катущек фиксации, отличающийся тем, что, с целью улучшения технологичности и повышения тягового усилия двигателя, вдоль его оси установлена штанга, жестко закрепленная в корпусе, на которой размещены элементы перемещения и фиксации подвил ного элемента, нричем последний выполнен в виде тонкостенной трубы, помещенной в кольцевом зазоре между секторами и корпусом.

/с