Шаговый электродвигатель Советский патент 1981 года по МПК H02K37/00 

1

, Изобретение относится к электротехнике, в частности к шаговым электродвигателям, применяемым в дискретном электроприводе,

Известны шаговые электродвигатели, имеющие статор, с явно выраженными полюсами с обмотками и реактивный зубчатый ротор с числом полюсов статора, неравным числу зубцов ротора II.. . .

Однако он имеет низкую динамическую добротность.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является шаговый электродвигатель, содержащий два закрепленных на общем валу пакета ротора и статор, состоящий иа равномерно расположенных по окружности сердечников , средние участки которых снабжены обмотками, а крайние участки обращены к соответствующим пакетам ротора ГзЗ .

Однако известный двигатель имеет низкую надежность ввиду необходимости многокангипьного управления.

Цель изобретения - повьпиение надежности двигателя.

Для достижения поставленной цели средние участки двух смежных сердечников со стороны, противоположной

ротору, зашгунтированы постоянными магнитами, расположенными параллельно оси двигателя и имеющими чередующуюся вдоль окружности полярность,

5 причем в среднем участке каждого из этих сердечников выполнено по отверстию, а обмотки, расположенные на сердечниках через один, соединены последовательно.

О На фиг. 1 схематично представлен двигатель, поперечный разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 - схема соединения обмотки.

15 Двигатель на статоре имеет четыре П-образных сердечника 1-4 с обмотками 5-8 соответственно. Сердечиики 1-4 размещены вдоль окружности равномерно в данном случае через 90. Попе- .

20 речные участки сердечников размещены вдоль оси двигателя, а крайние обращены к ротору. Средние участки смежных сердечников 1 и 2 по наружной поверхноети зашунтироваиы посто25 яниыми магнитами 9 и 10 соответственно с указанными (фиг. 1-3) направлениями намагничивания и полярностью. В средних участках сердечников 1 и 2 имеется по отверстию 11 и 12 cooTBeiJ-30 ственно.

Пакеты 13 и 14 ротора жёстко закреплены на общем валу 15 и установлены на немагнитных втулках 16. Каждый пакет ротора имеет три зубца и установлен на всшу без их взаимного сдвига по окружности. Обмотки 5 и 7 управления и обмотки 6 и 8 управления соединены последовательно (фиг. 4).

Двигатель работает следуюа им образом.

В исходном состоянии ротор расположен, например, как указано, на фиг. 1, а обмотки управления 5-8 обесточены.

При подключении к источнику питания клеммы N (фиг.4) ток протекает через обмотки 5 и 7. Намагничивающая сила обмотки 5 в поперечном участке сердечника должна совпадать по направлению с действием намагничивающей силы постоянного магнита 9, поэтому происходит существенное уменьшение (магнитного потока в воздушном зазоре между пакетами 13 и 14 ротора и крайними участками сердечника 1 Под действием магнитного потока, создаваемого постоянным магнитам 10 и обмоткой 7, зубцы пакетов 13 и 14 ротора перемещаются и располагаются под крайними участками сердечников 2 и 3, при этом намагничивающие силы постоянного магнита 10 и обмотки 7 суммируются, а вал 15 двигателя поворачивается на угол 45° против часовой стрелки.

При подключении к источнику пита1ТЧЯ второй клеммы М (фиг, 4) , ток протекает по всем четырем обмоткам 5-8, а с учетом того, что намагничивающая сила обмотки 6 в поперечном участке сердечника 2 совпадает по направлению с действием намагничивающей силы магнита 10, происходит существенное уменьшение магнитного потока в воздушном зазоре между пакетами з и 14 ротора и крайними участками сердечника 2.

Это приводит к тому, что под действием намагничивающих сил обмоток 7 и 8 магнитный поток в зазоре двигателя перераспределяется, зубцы пакетов 13 и 14 ротора перемещаются и располагаются под крайними участками сердечников 3 и 4, т.е. вал 15 поворачивается еще на угол 45 против часовой стрелки.

Дальнейшее отключение клемма N приводит к HOBOMj перераспределению магнитного потока в рабочем зазоре

благодаря увеличению магнитного потока под крайними участками сердечника 1, что обеспечивает очередной поворот вала 15 на 45 против часовой стрелки.

Последующее полное отключение всех обмоток от источника питания вновь приводит к перераспределению рабочего магнитного потока, который в этом случае обеспечивается постоянными магнитами 9 и 10, благодаря чему вал 15 поворачивается на 45°, а его пакеты 13 и 14 занимают исходное- положение, после чего цикл работы начинает повторяться.

Для реверсирования двигателя неS обходимо изменить последовательность подключения клемм N и М к источнику питания на обратную.

Таким образом, благодаря указаняъвл расположению постоянных магни0 (ТОН, отверстиям в сердечниках и соединению обмоток в двигателе существенно сокращается число каналов управления им по сравнению с известным двигателем, что повышает надежность

5 двигателя.

Формула изобретения

Шаговый электродвигатель, содержащий два закрепленных на об&$ем валу пакета ротора и. статор, состоящий из равномерно расположенных по. окружности сердечников, средние участки которых расположены вдоль осй вала и снабжены обмотками, а крайние участки обращены к соответствующим пакетам ротора, отличающийся тем, что, с целью повьвиения надежности, средние участки двух смежных серO дечникоа со стороны, противоположной ротору соединены постоянными магнитами, расположенными параллельно оси двигателя и имеющими чередующуюся вдоль окружности полярность, при« чем в среднем участке каждого из сердечников выполнено отверстие, а обмотки, расположенные на сердечниках через один, соединены последовательно.- о

Источники информации,

принятые во внийание при экспертизе

1.Патент СЗИА 2725512, кл. 310-49, 1954.

2.Авторское свидетельство СССР 443444, кл. Н 02 К 37/00, 1970

5 (прототип).

л-д

Т