Шаговый двигатель Советский патент 1981 года по МПК H02K37/00 

(54) ШАГОВЫЙ ДВИГАТЕЛЬ

Изобретение относится к электрически машинам, преобразующим электрическую энергию в вице импульса тока в цискрет- нов перемещение вала. Такие двигатели находят применение в автоматических устройствах и в различных прибораХ| например в приборах времени. Известен шаговый цвигатепь, содержащий статор, включающий магнитопровоцшцие стержни с обмоткой управления и полюсными наконечниками, ова постоянных магнита, снабженных полюсными наконечниками, и зубчатый ротор LlJ« При относительно благоприятных энергетических показателях этот овигатель имеет малую частоту приемистости и недостаточно технологичен. Недостатки двигателя объясняются тем, что у него прям угольные магниты установлены По сторонам стержня магнитопровода, а ротор расположен над магнитами. Конструктивные особенности двигателя обуславливают большой момент инерции ротора и невозможность выполнения дегалей магнитопровода методом штамповки ввиду их сложной конфигурации. Этот двигатель в силу малой частоты приемистости может работать лишь с частотой в единицы герц. . Цель изобретения - повышение частоты приемистости и технологичности двигателя. Поставленная цель достигается тем, что в шаговом двигателе, содержащем статор с магнитопроводящими стержнями, обмоткой управления и двумя постояннь ми. магнитами, и зубчатый ротор, посто5Ш- ные магниты выполнены в виде концейгрйч- ных колец и установлены соосно с ротором, полюсные наконечники выполнены зубчатыми, а ротор состоит из двух скрепленных ферромагнитных зубчатых чашек, причем шнркна зубце Ьдной чашки равна ширине зубца полюсных наконечников стержней с обмоткой управлений а ширина зу.бцов другой чашки соответствует зоне, занимаемой двумя соседними зубцами полюсного наконечника постояв- 1ого магнита. «На фяг. 1 изображен преалаге|емый 1внгвг гёль, поперечный разрез;) на фиг. 2 го же, nponojlbHbtfl разрез{1 на фиг. 3 юигатель со стержнем магнитопровопа, расположенным в плоскости, пересекающей вал ротора, виц сбоку;; на фиг. 4 то же, вяа сверху;) на фиг. 5 - моонфикацня двигателя согласно фиг. 3 и 4. Внутри немагнитного корпуса 1 с кришкой|2 (фиг. 1 и 2) установлены магнитопровоа 3 со стержнем 4 и полюс ными нак(жечниками 5, а также Кольце вые постоянные магниты 6 и 7 с кольцевыми наконечниками 8 и 9. Один из полюсных наконечников 8 установлен кон пентрично полюсному наконечнику 5 стер ня 4 на торце магнита 7, сидящего на втулке Ю, запрессованной в крышке 2, а другой ш л1дсный наконечник 9 установ лю между кр1 пикой 2 и торцами обоих магнитов 6 и 7. На стержне 4 располож ны две катушки li, электрически соединенные между собою и являющиеся обмот кой управления. В центре стержня 4 выполнено отверстие, через которое проходит вал 12, на котором устанивлен ротор Ротор выполнен из двух концентричио расположенных зубчатых чашек, зубцы одной из которых 13 явл$яотся попюса- ми ротора, а эубцы другой чашки служат для фиксации положения ротора относительно зубцов 14 полюсного наконечника 8 при обесточенном состоянии обмотжи II. Двигатель млжет быть снабжен двумя стержнями 4 магнитопровода 3 (фиг. 5)с катушками 11 обмотки управления. Двигатель (фиг. 1 и 2) работает следующим образом. При подаче импульса тока в обмотку управления магнитный поток, наведенный / током в воздушном зазоре одного наконечника 5, складывается с магнитным потоком постоянных магнитов, а в возду ном зазоре другого наконечннка 5 вычитается. Ротор стремится зан51ть такое положение, при котором одии из его зуб цов становится против наконечника 5, имеющего больший магнитный поток в рабочем эаворе, т.е. на негр действует активный момент. При отсутствии тока в обмотке ротор смещается из этого положения noli пвйствием реактивного мо мента, обусловленного асимметрией маГнвтной цепя за счет зубцов 13 и 14. 4 Изменение полярности импульса тока в обмотке управления приводит к тому, 9ТО бояьший магнитный поток находится в зазоре ц угого наконечника 5, и под действием активного момента ротор поворачивается так, что его второй зубец занимает положение напротив этого наконечника, т.е. вал двигателя поворачивав ся на 6О . Последовательная подача разнополярных импульсов обеспечивает дискретиое перемещение вала с указанным шагом. Принцип работы двигателя согласно фиг. 3-5 аналогичен. Все цетали, составляющие магнитопройод двигателя, имеют простую; конфигурацию. Электромагнитная система авигателя выполнена таким образом, что малоинерционный ротор оказьюается в мошном магнитном поле поляризующих магнитов. Такое сочетание конструктивных отпичий позволяет обеспечить нацежную работу шагового двигателя при повышенной частоте следования импульсов, т.е. повышениую Приемистость. Формула изобре тения Шаговый двигатель, содержащий статор, включающий магнитопровоояшие стержни с обмоткой управления и полюсными наконечниками, два постоянных магнита, снабженные полюсными наконечниками, и зубчатый ротор, отличающийс я тем, что, с целью повышения частоты приемистости за счет снижения момента инерции ротора и повышения технологичности, упомянутые постоянные магниты выполнены в виде концентричных колец и установлены соосно с ротором, полюсные наконечники выполнены зубчатыми, а ротор состоит из двух скрепленных ферромагнитных концентричных зубчатых чашек, причем ширина зубцов одной чашки равна зубца полюсных наконечников стержней с обмоткой управления, а ширина зубцов цругой чашки соответствует зоне, занимаемой двумя соединенными зубиами полюсиого наконечника постоянного магнита. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе I. Авторское свидетельство СССР J 544О63, кл. Н 02 К 37/ОО, 1976.

7/7//7////:.

.