Шаговый электродвигатель Советский патент 1981 года по МПК H02K37/00 

(54) ШАГОВЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ

1

Изобретение относится к области электротехники, в частности к шаговым электродвигателям, которые находят широкое применение в дискретном электроприводе и системах автоматики.

В основном авт. св. № 758418 описан двигатель, который содержит статор с магнитной системой, имеюш,ей два стержня с обмоткой, к которым примыкают полюсные наконечники, два постоянных магнита со своими полюсными наконечниками, намагниченные в направлении, параллельном оси двигателя, и ротор с зубцами, параллельными оси двигателя. Стержни расположены снаружи ротора, а полюсные наконечники стержней установлены по обе стороны каждого стержня и выполнены Г-образными с зубцами на одном конце, вытянутыми вдоль зубцов ротора, которые на своих концах имеют выступы, причем полюсные наконечники постоянных магнитов выполнены в виде платы, на которой закреплен кольцеобразный сердечник, помещенный внутри ротора, с зубцами, расположенными напротив выступов на зубцах ротора 1.

Функциональные возможности указанного двигателя существенно ограничены ввиду одностороннего вращения ротора.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей двигателя за счет реверсирования.

Это достигается тем, что зубцы кольцеобразного сердечника в описываемом двигателе располагают напротив зубцов полюсных наконечников одного стержня, а впадины - напротив полюсных наконечников другого стержня.

10

Для повышения фиксирующего момента целесообразно концентрично с кольцеобразным сердечником напротив его зубцов устанавливать дополнительное кольцо с зубцами на его внутренней поверхности.

Для повышения рабочего момента целе15сообразно кольцеобразный сердечник напротив зубцов ротора снабдить зубцами, оси. которых сопадают с осями зубцов полюсных наконечников и которые имеют одинаковую с зубцами ротора ширину.

20

На фиг. 1 изображен описываемый двигатель, продольный разрез; на фиг. 2 - то же, поперечный разрез; на фиг. 3 - схематически представлены взаимные положения ротора и магнитной системы статора на различных стадиях работы в течение одного цикла. Двигатель содержит статор с магнитной системой, имеющей два стержня 1 и 1, на которых установлены катушки 2 и 2 обмотки управления и к которым соответственно примыкают, Г-образные полюсные наконечники 3 и 3 с прилегающими к ним постоянными магнитами 4 и 4, установленными на плате 5. Оба стержня 1 и 1 снабжены соответственно зубцами 6 и 6, расположенными так, что напротив зубцов 6 находятся зубцы 7, а напротив зубцов 6 находятся впадиныу разделяющие эти зубцы. Зубцы 7 является неотъемлемой частью кольцеобразного сердечника 8, закрепленного на плате 5. В пространстве между зубцами 7 и 6,6 помещен ротор 9 с зубцами 10, имеющими на концах выступы 11. Опорами ротора служат подщипники 12. На плате 5 может быть установлено дополнительное кольцо 13 с зубцами 14, так что эти зубцы находятся напротив зубцов 7 сердечника 8. На остальной части сердечники 8 помимо зубцов 7 могут быть зубцы 15, расположенные напротив зубцов 6 и 6 и имеющие одинаковую с ними и зубцами ротора ширину. Двигатель работает следующим образом. При отсутствии напряжения на катушках 2 и 2 под действием фиксирующего момента постоянных магнитов 4 и 4 ротор займет положение по отнощению к зубцам 7, как указано на фиг. За. Подача импульса тока в катущку 2 с полярностью, обеспечивающей сложение магнитных потоков этой катущки со стороны постоянного магнита 4 и, следовательно, вычитание со стороны магнита 4, приведет к повороту ротора до положения, указанного на фиг. 36. В промежутке между импульсами под действием магнитного потока постоянных магнитов ротор займет положение, соответствующее фиг. Зв. Подача импульса тока в эту же катушку с полярностью, противоположной предыдущему импульсу, приведет к перераспределению магнитного потока в зоне полюсных наконечников 3, что обеспечит поворот ротора до положения, указанного на фиг. 3г. В промежутке между следующим импульсом благодаря магнитному потоку постоянных магнитов ротор закончит цикл, заняв положение относительно полюсных наконечников 3, как показано на фиг. 4а. Таким образом, каждому из следующих друг за другом разнополярных импульсов будет соответсвовать поворот ротора на одно зубцовое деление зубцов 7 в. направлении против часовой стрелки. При подаче разнополярных импульсов в катущку 2 благодаря указанному взаимному расположению зубцов 7 и б в зоне полюсных наконечников 3 будет наблюдаться аналогичная картина, но ротор будет вращаться по часовой стрелке. Следовательно, переключение катущки обеспечивает реверс двигателя. Установка зубчатого кольца 13 приводит к повыщению момента двигателя, возникающего благодаря магнитному потоку постоянных магнитов, что улучщает динамические и энергетические показатели двигателя. Зубцы 15 на сердечнике 8 обеспечивают повыщение момента, развиваемого двигателем при прохождении тока по катушкам 2 и 2, что также улучшает показатели двигателя.( Таким образом, благодаря указанному сдвигу зубцов 7 относительно зубцов 6, 6 , введению в двигатель дополнительного кольца с зубцами 14 и обеспечению зубцами 15 сердечника 8 описываемый двигатель приобретает возможность двустороннего вращения. Кроме того, улучшаются его выходные параметры. Формула изобретения 1. Шаговый электродвигатель по авт. св. № 758418, отличающийся тем, что, с целью расщирения функциональных возможностей двигателя за счет реверсирования зубцы кольцеобразного сердечника расположены напротив зубцов полюсных наконечник-ов одного стержня, а впадины - напротив полюсных наконечников другого стержня. 2. Электродвигатель по п. 1, отличающийся тем, что концентрично с кольцеобразным сердечником напротив его зубцов установлено дополнительное кольцо с зубцами на его внутренней поверхности. 3. Электродвигатель по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что кольцеобразный сердечник напротив зубцов ротора снабжен зубца которых совпадают с осями зубцов наконечников и которые имеют одинаковую с зубцами ротора ширину. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР по заявке № 2620331/07, кл. Н 02 К 37/00, 1978.

§

tpfft.f

f