Нереверсивный шаговый двигатель Советский патент 1981 года по МПК H02K37/00 

(54) НЕРЕВЕРСИВНЫЙ ШАГОВЫЙ ДВИГАТЕЛЬ

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в автоматических и счетно-решающих системах, где-требуется преобразование электрических импульсов одной полярности в дискретный поворот вала в одном направлении на угол, величина которого строго соответствовала бы количеству поданных импульсов.

Известен нереверсивный импульсный двигатель, у которого зубцы ротора имеют скошенную форму 1. Этот двигатель работает по двухтактной схеме и требует обязательного коммутируюш,его устройства, переключающего управляющее напряжение с одной обмотки на другую и хотя бы элементарной логики, запоминающей наличие тока в обмотках двигателя, что усложняет схему управления этим двигателем.

Известен также нереверсивный шаговый двигатель, содержащий зубчатый статор с обмотками управления, возбуждения и короткозамкнутыми витками, и зубчатый ротор 2.

При включенной обмотке возбуждения полюса статора возбуждены с чередующейся полярностью и ротор удерживается с фиксированном положении в соответствии с цолярностью своих зубцов. При включении обмотки управления полярность возбуждения всех полюсов статора изменится на обратную, при этом часть полюса статора, охваченная короткозамКнутым витком, некоторое время сохранит первоначальное потокосцепление с полюсом ротора,и последний стремится занять положение, соосное с короткозамкнутым витком. Постепенно намагничивающая сила обмотки управления преодолевает реакцию коротко-замкнутого витка, и весь полюс статора приобретает обратную полярность, а ротор, испытывая силы отталкивания со стороны одноименно возбужденного полюса статора и силы притяжения со стороны клювообразного выступа смежного полюса статора, возбужденного с обратной полярностью, продолжает вращаться в направлениинового положения устойчивого равновесия. При выключении обмотки управления описанное движение ротора продолжается под действием намагничивающей силы обмотки возбуждения. Недостатком известного устройства является сложность конструкции полюсов статора в технологическом отношении и ослабление со временем силы постоянно намагниченного ротора вследствие перемагничивания полюсов статора.

Целью изобретения является упрощение конструкции двигателя.

Поставленная цель достигается тем, что короткозамкнутые витки расположены на концах зубцов статора с обмотками управления, следующих за зубцами статора с обмоткой возбуждения в направлении вращения ротора.

На чертеже представлена простейщая конструкция. и схема соединения обмоток нереверсивного шагового двигателя.

Двигатель содержит статор I с зубцами 2 - 7, неактивный ротор 8 из магнитомягкого материала с зубцами 9- 12, сосредоточенную обмотку 13 возбуждения, размещенную на зубцах 2 и 5 статора, сосредоточенную обмотку 14 управления, размещенную на зубцах 3, 4, 6 и 7 статора, причем катущки обмотки управления, находящиеся на зубцах-полюсах 4, 7 и 3, 6, соединены между собой последовательно, каждая пара параллельна и они выведены на клеммы, короткозамкнутые витки 15, расположенные, например, на зубцах 3 и 6 статора.

Двигатель работает следующим образом.

При включении обмотки 13 возбуждения в сеть постоянного тока, зубцы 2 и 5 статора 1 намагничиваются постоянным магнитным потоком и ротор 8 своими зубцами, например 9 и 11 зафиксируется под зубцами 2 и 5.

При подаче импульса управления намагничиваются импульсным магнитным потоком зубцы 4, 7 и 3, 6 статора, причем благодаря наличию короткозамкнутых витков на зубцах 3 и 6 нарастание магнитного потока в этих зубцах будет отставать во времени от нарастания магнитного потока в зубцах 4 и 7, и ротор 8 своими зубцами 10 и 12 начинает поворачиваться под зубцы 4 и 7 статора 1.

При прекращении импульсов управления магнитный поток в зубцах 3 и 6 будет поддерживаться за счет энергии короткозамкнутых витков,и ротор 8 своими зубцами 9 и И подтянется под зубцы 3 и 6 статора 1. Когда магнитный поток в зубцах 3 и 6 прекращается совсем, ротор 8 своими зубцами 10 и 12 зафиксируется .под Зубцами 2 и 5 статора 1, т. е. ротор соверщит за один импульс поворот на одно свое зубцовое деление по часовой стрелке.

Если короткозамкнутые витки 15 разместить на зубцах 4 и 7 статора 1, то ротор 8 изменит направление вращения на противоположное.

Выполнение зубцов статора прямолинейными, размещение обмоток возбуждения, управления и короткозамкнутых витков на зубцах статора указанным образом позволило по сравнению с известными двигателями упростить конструкцию и технологию изготовления, так как выполнение клювообразных, расщепленных зубцов статора известного двигателя требует специальной оснастки, усложняет процесс намотки статора.

Формула изобретения

Нереверсивный щаговый двигатель, содержащий зубчатый статор с обмотками управления, возбуждения и короткозамкнутыми витками и зубчатый ротор, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции, короткозамкнутые витки расположены на концах зубцов статора с обмотками управления, следующих за зубцами статора, с обмоткой возбуждения в направлении вращения ротора

Источники инф9рмации,

принятые во внимание при экспертизе

2.Авторское свидетельство СССР № 135949, кл. Н 02 К 37/00, 1960.