Электромеханический шаговый двигатель Советский патент 1980 года по МПК H02K37/00 H02K7/06 

Изобретение относится к электромашиностроению и может быть использовано при создании шаговых двигателей. Известен электромеханический шаговый двигатель, в котором якорь соединен с выходным валом кольцевой пружиной, а механизм, преобразуюпщй возвратно-поступательное движение во вращательное, выполнен в виде жестко связанного с яко рем диска, по периметру которого имеются отверстия, взаимодействующие с конусообразными пальцами, укрепленныгли на магнитопроводе по обоим торцам диска l Для перемещения выходного вала на 1/2 шага силам электромагнитного происхождения необходимо преодолеть трение между конусообразными пальиами и отверстиями диска и силу упругости кольцевых пружин. Необходимая намагничивающая сила катушки при этом значительно увепичится. Кольцеобразные пружины, которые передают момент на вал, обладают определенной крутильной жесткостью и потому имеют ограниченные нагрузочные воэможности. Кроме того, электромагнитный шаговый двигатель за счет болыпой массы якоря, значительного воздушного зазора и наличия лишь одного электромагнита имеет невысокую скорость вращения вьгкодного вала и ограниченный момент вращения. Наиболее близким техническим решением к предлагаемому $юляется электромеханический шаговый двигатель, содержащий кольцевой электромагнит, якорь, снабженный возвратной пружиной, выходной вал, корпус и механизм преобразования во ратно-поступательного движения якоря во вращательное движение выходного вала 2. В известном двигателе цепь передачи вращающего момента двигателя содержит низшую пару в вида скошенных пазов, выполненных на внутренней поверхности якоря, и устанселенного на выходном валу пальца, взаимодействующего с пазами якоря при его возвратно-поступательном движении и сообщающего выходному валу ди379слретное врЕзшение, Такое звено имеет повышенные механические потери за счет сип сухого трения, особенно при передаче значительных MorvfeHToe, и не обеспечивает базпюфтовую передачу сигнала управления, ДДеханизм преобразования движения указанного устройства, представляющий собой сложный в технологическом отношении узеп, не позволяет осуществить ревере,. Кроме того, нагрузочные способности и средняя скорость вращения выходного вала ограничены конструкцией механизма преобразования возвратно-поступательного движения и частотой включения электромагнита. Цепью изобретения является увепиче - }ше момента и повышение точности враще ния вала. Указанная цель достигается тем, что в электромеханическом шаговом двигателе, содержащем кольцевой электромагнит, якорь, снабженный возвратной пружиной, выходной ваП; корггус и механизм преобразования возвратнс -по :;тупатепьного движения якоря во вращательное движение выходного вала, т-меется п.о крайней мере две пары копьиевых электромагнитов и в два раза .шее sosjiffrecTBOдвусторонних вжорей Б iwae подвижно посаженных на выходной вал ферромагтштных. дисков, механизм преобразовання возвратно-поступа те.тъноа-о движения выполнен в виде распо гюг«еиньга на ropiiax якорей зубчатых веншж и OTi eTHbfK зубчатых венцов,, непод-, вйжно аакреппеш ых в корпусе, причем зубья якорных зубчатых вевиов смещены по отношению друг к другу по окружности на угол, равный JI/p 2, где р - чиспо пар полюсов кольцевых эпектрог..агнитов8 а, количестео зубьев 2 каждого зубчатот-о венца од1шаково. На фиг. 1 изображен предлагаемы й, аакркмБр, четырех(})азкый электромехагшческий шаговый двигатет, разрез; на фиГ;2 сечение А-А на фиг„1. Зэтэктромеханический шаговый двигате СОЛ... .::.5Т две пары кольцевых эпектромьг fsrrc:; , 3-4, собранных в составном кортг-усе 5, Во внутрь магнитопроводов К&ГГЬ.ЦЕЗЬЫХ электромагнитов запрессованы втупкк из немагнитного материапне на торцйж которых нарезаны мелкомодульные зубче.тые аениы 6,7,8,9 с числами зубьев 2 , Кольцевой якорь 10 несет ответны моткомодульные зубчатые венды 11,12 с числами зубьев:. Кольцевой якорь 13 нес ответные мелкомодулгьные зубчатые венды 14,15 с числами зубьев. Якорн 10, 13. имеют скользящую посадку на шлида ой 4 вал 16 (фиг.2) и устанавливаются в среднее положение пружинами 17,18.19,20, Вершины зубьев венца 14 сдвинуты относительно вершин зубьев зубчатого венца 11, зубчатого венда 12 - относительно; вершин зубчатого венца 14 и вершины зубьев зубчатого венда 15 - относительно вершин зубчатого венда 12 в плоскости вращения на угол ,т2угла шага зубьев, где m - число фаз двигателя (ж- 2р). Вершины зубчатых вендов 11,12,14,15 совмещены в плоскости вращения. Все зубчатые венды выполнены с одинаковым модулем и числом зубьев. Катушки элект ромагнитов образуют четырехфазную систему управления. 5стройство работает следующим образом. Первый импульс управления замыкает цепь питания элкетромагнита 1 и элект ромап ита 3, Под действием электромаг- сип кольцевые якоря 10,13 перемещаются, вводя зубчатый венед 11 в попное зацепшение с зубчатым венцом 6 и в неполное зацепление - зубчатый венед 14 с зубчатым вендом 8 Второй импульс управления размыкает цепь питания электромагнита 1 и замыкает цепь питания электромагнита 2. В момент выхода зубчатого венда 11 из зацепления с зубчатым вепиом 6 под действием электромагнитной силы якорь 13 вводит зубчатый венед 14 в полное заДепление с зубчатьпч вендом 8, в результате взаимодейсгоия зубьев зубчатых венцов якорь 13 вместе с выходным валом поворачиваетСхЧ на очередной угловой шаг , Якорь 10 под действием электромагнитных сил электромагнита 2 вводит в неполное зацепление зубчатый венец 12 с зубчатым вендом 7. Третий импульс управлевдя размыкает цепь питания электромагнита 3 и замыкает депь питания электромагнита 4. В момент размыкаШ1Я цепи питания элeктpavfaгнитa 3 под действием эпектрсяу1агнитной силы якорь 1О в полное зацепление зубчатый венец 12 с зубчатым венцом 7, В результате взаимодействия зубьев зубчатых вендов 12 и 7 якорь вместе с выходным валом псжорачивается на следующий угловой шаг 20рп2, а якорь 13 вводит в непопкое зацепление зубчатые венды 15 и 9, При дальнейшей подаче импульсов управления процесс повторяется к кольцевые якоря каждый раз псюорапсваются на уаол 2 Ау 2шага зубчатого Бениа. При обратной последовательности