(54) ЛИНЕЙНЫЙ ШАГОВЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ
Изобретение относится к электрическим машинам, в частности к линейным шаговым двигателям с плоским безобмоточным зубна тым якорем. Известные линейные шаговые электро двигатели с плоским безобмоточным зубчатым якорем и индуктором, содержащим магнитопроводы с зубчатыми полюсами, снабженными обмотками, имеют несимметричное расположение магнитных контуров полюсных зон, что приводит к неравномерности движения и ухудшает динамичес кие характеристики. В описываемом двигателе, с целью увеличения удельного усилия, каждый магнитопровод выполнен замкнутым в плоскости, парал/тг пьной плоскости перемещения, и свя зывает все полюса между собой. Кроме того, с целью повышения быстродействия, каждый магнитопровод с полюсами выполнен витым вокруг оси, перйендикудярной к плос кости перемещения; с целью повышения точности при движении по двум координатам установлено четное число магнитопроводов, причем магнитопроводы с зубцами, расположенными по одной координате, чередуются с магнитопроводами, зубцы которых расположены по другой координате, в шахматном порядке. На фиг. 1 показан предлагаемый двигг тель; на фиг. 2 - расположение ма1нитопроводов двигателя при двухкоординатном движении. Двигатель содержит якорь 1 из сшгош|ного магнитомягкого материала с зубца|ми 2, взаимодействующими с зубцами 3 на полюсах 4 индуктора 5. Число полю|сов 4, охваченных катушками 6, равно i или кратно числу фаз двигателя. Магнитрпровод 7 индуктора 5 выполнен из ферро; магнитной ленты витым вокруг оси, перI пендикуд1фной к плоскости движения. Для реализации двухкоордннатного движения магнитопроводы (см. фиг. 2), ; число которых выбирается четным, устанавливаются с чередованием в шахматном порядке в зависимости от направления зубцовых зон. Якорь 1 такого двигателя снабжен двумя системами взаимно .перпендикулярных зубцов 2 (см. фиг. 2).
Во. можио расположение магнитопроьодоь по обе сторои.у якоря 1, как показано на фиг. 2, или fc одной стороны. При этом якорь 1 снабжается двумя системами взаимно ггерпендикулярных зубцов 2, расположенных на одной поверхности, но размешенных либо в противоположных концах якоря, лнбо образующих ортогональную сетку на общем поле. § последнем случае магнитопроводы располагаются с одной стороны якоря с чередованием магнитопроводов каждой координаты в шахматном порядке, обеспечивающим симметричное расположение фазных зон, что приводит к повышению точности двигателя.
Зубцы 2 якоря 1 и зубцы 3 замкнутого магнитопроводом 7 индуктора 5 имеют равные зубцовые деления С и одинаковые зоны при обходе в круговой последовательности, имеют сдвиг в направлении движения на величину шага Ct , Направ- лг:(1ия намагничиваюших сил этих зон чередуются (на фиг. 1 г)оказаны направления токов.
Двигатель работает следующим образом.
При возбуждении фазных полюсных зон в круговой последовательности якорь 1 или индуктор 5 перемещается (в зависимости от назначения двигателя) в направлении, перпендикулярном к направлению нарезки зубцов 2 и 3 с шагом сС .
Индуктивности фаз я усилия, развиваемые двигателем на любом такте коммутаци CTpoiX) одинаковы благодаря электромаг-нигнон симметрии, что обеспечивает равномер ность хода и улучшение динамических характеристик. Шихтованный, замкнутый магните провод 7 индуктора 5 позволяет значительно снизить потери на вихревые токи и увеличить быстродействие двигателя.
Работа обеих координат двигателя, изображенного на фиг. 2, аналогична описанному выше.. Зубцы 3 каждого магнитопровода / при возбуждении в круговой последовательности соответствующих фазных полюсных зон взаимодействуют с одинаково
ориентированной системой зубпоп 2 1, обеспечивая при этом фиксацию или аи говое перемещение в направлении, перпендикудярном к направлению их нарезки, Усилия, развиваемые при возбуждении фазных полюсных зон, симметрированы относительно центра масс двигателя. Этим обеспечиваются отсутствие паразитных поворотных моментов и .достижение высокой точности перемещения.
Число магнитопроводов, установленных по каждой координате, может быть произвольным (общее число магнитопроводов всегда остается четным), а прямоугольная система координат с ортогональным расположением зубцов на якоре и индукторе может быть заменена косоугольной с расположением зубцов вдоль координатных осей.
20 Формула изобретения
Фиг -f
JL
J /
