Шаговый электродвигатель Советский патент 1981 года по МПК H02K37/00 

(54) ШАГОВЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ

1

Изобретение относится к электротехнике, в частности к шаговым электродвигателям, которые находят широкое применение в дискретном электроприводе.

Известны шаговые электродвигатели, име юш,ие статор со стержнем, на котором установлена обмотка и который имеет полюсные наконечники, и с двумя постоянными магнитами, снабженными наконечниками. Снаружи статора находится ротор с явно выраженными полюсами 1.

Размещение магнитной цепи статора внутри ротора существенно ограничивает возможности улучшения динамических характеристик двигателя.

Наиболее-близким по технической сущности к предложенному электродвигателю является шаговый электродвигатель, содержащий статор с магнитной системой, имеющей два параллельных. стержня с обмотками, установленные по обе стороны стержней и примыкающие к ним полюсные наконечники, снабженные зубцами, вытянутыми вдоль оси двигателя, установленные на полюсных наконечниках стержней два намагниченных в направлении, параллельном оси, прямоугольных постоянных магнита, снабЖенных полюсными наконечниками, выполненными в виде платы, на которой закреплен зубчатый кольцеобразный сердечник, и размещенный между стержнями ротор с зубцами, направленными параллельно его оси и имеющими на концах выступы, напротив которых размещены зубцы кольцеобразного сердечника, помещенного внутри ротора 2.

Однако этот двигатель имеет одностороннее направление вращения и не может обеспечить непрерывного движения ротора.

Цель изобретения - расширение функ10циональных возможностей двигателя за счет обеспечения как дискретного, так и непрерывного вращения ротора с его реверсированием.

15 Это достигается тем, что в предложенном двигателе оба сердечника снабжены общим Т-образным наконечником, размещенным с одной стороны обоих сердечников, к которому примыкает один из постоянных магнитов, и на каждом сердечнике установлено по две секции обмотки, причем полюсные наконечники сдвинуты между собой на 120 градусов, а ротор выполнен двухполюсным. На фиг. 1 изображен описываемый двигатель в разрезе, общий вид; на фиг. 2 - то же, в плане; на фиг. 3 - схематически представлены взаимные положения статора и ротора при подаче импульсов в разные секции обмотки двигателя. Двигатель состоит из платы 1 и платы 2, образующих полюсные наконечники постоянных магнитов 3i между которыми расположены стержни 4 с секциями 5, 5, 5 обмотки и полюсными наконечниками б, 6 и 6, имеющими зубцы, вытянутые в направлении оси двигателя. Полюсные наконечники 6 и б выполнены Г-образными и размещены с одной стороны стержней по одному на каждом из них, а третий полюсный наконечник б выполнен Т-образным и размещен с противоположной стороны на двух стержнях. В плате 2 закреплен кольцеобразный сердечник 7 с зубцами 8, расположенными на наружной поверхности. Между ндконечниками б установлен ротор 9 с зубцами 10, имеющими выступы 11. Опорами ротора 9 служат подшипники 12, размещенные в сердечнике 7 и плате 1. В плате 2 может быть запрессовано кольцо 13 с зубцами 14, установленное концентрично кольцеобразному сердечнику 7. На кольцеобразном сердечнике 7 может быть установлено дополнительное зубчатое кольцо 15, образующее с полюсными наконечниками б радиальный магнитный зазор. Ширина зубцов кольца 15 равна щирине зубцов полюсных наконечников 6. Электродвигатель работает следующим образом. При отсутствии тока во всех секциях обмотки ротор будет фиксироваться моментом, возникающим от взаимодействия выступов 11с зубцами 14, по которым проходит магнитный поток постоянных магнитов 3. Прохождение тока по секции 5 в направлении стрелки, показанной на фиг. За, с учетом полярности магнитов 3 приводит к возникновению момента, под действием которого ротор 9 занимает положение, соответствующее фиг. За. Подача импульса в соединенные между собой секций 5 с направлением в них тока, как указано на фиг. 36, вызывает новое распределение потоков, благодаря которому ротор 9 перемещается и занимает положение, показанное на фиг. 36. По аналогии ротор 9 занимает положение, указанное на фиг. Зв, при этом подача импульса тока в секцию Б осуществля егся в направлении стрелки. Изменение полярности импульсов при подаче их в секции обмотки в той же очередности приводит к дальнейщему повороту ротора против часовой стрелки (фиг. Зг-е). Изменение порядка подачи импульсов по секциям обмотки, например на обмотки 5, 5, 5, приведет к вращению ротора по часовой стрелке, т.е. обеспечит реверсивную работу двигателя. Благодаря наличию магнитного потока постоянных магнитов при питании обмотки двигателя трехфазным током на ротор, в любом его положении, будет действовать вращающий момент, который в этом случае обеспечивает непрерывное вращение ротора, что в совокупности с возможностью его реверсирования существенно расщиряет функциональные возможности описываемого двигателя по сравнению с известными двигателями. Формула изобретения Шаговый электродвигатель, содержащий статор с магнитной системой, имеющей два параллельных стержня с обмотками, установленные по обе стороны стержней и примыкающие к ним полюсные наконечники, снабженные зубцами, вытянутыми вдоль оси двигателя, установленные на полюсных наконечниках стержней два намагниченных в направлении, параллельном оси, прямоугольных постоянных магнита, снабженных полюсными наконечниками, выполненными в виде платы, на которой закреплен зубчатый кольцеобразный сердечник, и размещенный между стержнями ротор с зубцами, направленными параллельно его оси и имеющими на своих концах выступы, напротив которых размещены зубцы кольцеобразного сердечника,- помещенного внутри ротора отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет обеспечения как дискретного, так и непрерывного вращения ротора с его реверсированием, оба сердечника снабжены общим Тобразным полюсным наконечником, размещенным с одной стороны обоих наконечников, к которому примыкает один из постоянных магнитов, и на каждом сердечнике установлено по две секции обмотки, причем полюсные наконечники сдвинуты между собой на 120 градусов, а ротор выполнен двухполюсным. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 544063, кл. И 02 К 37Щ 1974. 2.Авторское свидетельство СССР по заявке № 2620331/24-07, кл. Н 02 К 37/00, 1978.

(OSмотка S)

I