Однофазный нереверсивный шаговый электродвигатель Советский патент 1980 года по МПК H02K37/04 H02P8/02 

1

Изобретение относится к области электротехники, в частности к шаговым электродвигателям, которые находят широкое применение в различных автоматических устройствах и системах управления.

Известны однофазные нереверсивные шаговые двигатели, содержаш,ие размеш,енный на валу зубчатый ротор, зубчатый статор, состояший из фиксируюш,его полюса с двумя постоянными магнитами и двух рабочих полюсов с зубцами, соединенных сердечником с расположенной на нем обмоткой управления 1. Однако такие двигатели имеют низкие динамические свойства.

Известны также шаговые двигатели, содержашие перечисленные узлы и снабженные для повышения динамических свойств демпфируюш,им устройством в виде храпового механизма 2. Обш,им недостатком перечисленных двигателей является погрешность шага при отработке серии импульсов.

С целью повышения точности отработки шагов, описываемый двигатель снабжен двумя магниточувствительными элементами, размещенными в зоне рабочего воздушного зазора, один из которых расположен на одном из зубцов первого рабочего полюса, а второй - на одном из зубцов второго рабочего полюса, при этом магпиточувствительные элементы имеют электрические выводы для подключения к системе управления.

На чертеже изображен описываемый двигатель (продольный разрез) с блок-схемой устройства управления.

Двигатель состоит из зубчатого фиксируюшего полюса 1 с примыкаюшими к нему постоянными магнитами 2 и 3 и двух рабочих полюсов 4 и 5 с зубцами, соединенных сердечником 6 с расположенной на нем обмоткой управления 7. Внутри указанной магнитной системы размеш,ен зубчатый ротор 8, установленный на валу 9, на котором расположено еще и храповое колесо демпфируюшего устройства (на чертеже не показано). В зоне рабочего воздушного зазора между статором и ротором на одном из зубцов каждого полюса 3 и 4 размещено по одному магниточувствительному элементу, например магнитодиоду 10 и И, которые имеют электрические выводы наружу для подключения к устройству управления 12, представленному на чертеже блок-схемой, состоящей из формирователя импульсов 13, схемы ИЛИ 14, двух схем И 15 и 16 и усилителей мощности 17 и 18.

Работает двигатель следующим образом.

В исходном состоянии (при обесточенной обмотке управления 7) ротор 8 фиксируется магнитными потоками постоянных магнитов 2 и 3, величина которых различна и зависит от взаимного расположения зубцов ротора 8 и зубцов полюсов 4 и 5. Для положения, приведенного на чертеже, магнитный поток под полюсом 5 намного больше магнитного потока под полюсом 4 и, следовательно, магниточувствительный элемент 11 находится в сильном магнитном поле, которое определяет его максимальную электрическую проводимость, т. е. потенциал его практически равен нулю, что обеспечивает закрытие схемы 16.

Наоборот, схема 15 открыта, так как магниточувствительный элемент 10 находится в слабом магнитном поле и потенциал на нем достаточен для срабатывания схемы 15.

При поступлении первого управляющего импульса от формирователя 13 с любого из его выходов он через схему 14 попадает на усилитель мощности 17 и через него на левую половину обмотки управления 7. Импульс уменьшит магнитный поток под полюсом 5 и увеличит его под полюсом 4, что обеспечит перемещение ротора на один шаг, после чего магнитные потоки под полюсами 4 и 5 перераспределятся, и изменятся условия, в которых находятся магниточувствительпые элементы. Новые условия по аналогичным соображениям будут способствовать прохождению импульса через правую полуобмотку, который приведет к следуюш;ему шагу ротора, после чего процесс будет повторяться.

Таким образом, наличие двух магниточувствительных элементов, расположенных в зоне рабочего воздушного зазора на зубцах каждого рабочего полюса и использование их свойств в устройстве управления обеспечивает распределение первого импульса В ту полуобмотку, рабочий полюс которой приводит в движение ротор, что исключает потерю одного шага и, следовательно, повышает точность отработки шагов двигателем.

Формула изобретения

Однофазный нереверсивный шаговый электродвигатель, содержащий размещенный на валу зубчатый ротор, зубчатый статор, состоящий из фиксирующего полюса с

двумя постоянными магнитами и двух рабочих полюсов с зубцами, соединенных сердечником с расположенной на нем обмоткой управления, и демпфирующее устройство, отличающийся тем, что, с целью повышения точности отработки щагов, двигатель снабжен двумя магниточувствительными элементами, размещенными в зоне рабочего воздушного зазора, один из которых расположен на одном из зубцов первого рабочего полюса, а другой - на одном из зубцов второго рабочего полюса, при этом магниточувствитсльные элементы имеют электрические выводы для подключения к системе управления.

Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе 1. Дискретный электропривод с шаговым двигателем. Под ред. М. Н. Чиликина. М., «Энергия, 1971, рис. 5-26, с. 210.

2. Авторское свидетельство по заявке № 2426332/24-07, кл. П 02 37/00, 1972 (прототип).

0-1