Однофазный нереверсивный шаговый электродвигатель Советский патент 1981 года по МПК H02K37/00 

(54) ОДНОФАЗНЫЙ НЕРЕВЕРСИВНЫЙ ШАГОВЫЙ Изобретение относится к электроте нике, в частности к шаговым электродвигателям, которые находят применение в дискретном электроприводе. Известны однофазные нереверсивные шаговые электродвигатели, содержащие зубчатый ротор и статор,имеющий два рабочих зубчатых полюса, соединенных сердечником, несущим обмотку управления и два постоянных магнита примыкающих к фиксирующему полюсу с зубцами СП. Однако эти двигатели при повышенном фиксирующем моменте из-за действия постоянных магнитов теряют полезный момент. Известен также однофазный нереверсивный шаговый электродвигатель, содержащий зубчатый ротор, на валу к торого установлено демпфирующее устройство, и зубчатый статор, состо щий из фиксирующего полюса с двумя постоянными магнитами и компенсирую щей обмоткой и двух рабочих полюсов ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ соединенных сердечником, на котором расположена обмотка управления 2j Недостаток известного двигателя заключается в .том, что при изменяк щемся моменте инерции нагрузки из-за постоянства длительности импульса тока, подаваемого на компенсирующую обмотку, ухудшаются его динамические характеристики. С целью повышения динамических характеристик двигателя компенсирую щая обмотка выполнена из двух самостоятельных катушек, каждая из которых размещена на соответствующем постоянном магните и имеет собственные выводы. На чертеже схематично представлен общий вид предлагаемого двигателя с указанием каналов управления. Двигатель состоит из зубчатого ротора 1 и зубчатого статора, содержащего фиксирующий полюс 2 с постоянными магнитами 3 и 4 и секциями 5 и 6 компенсирующий обмотки, установленными на магнитах соответственно 3 и 4, а также рабочие полюса 7 и 8, соединенные сердечником 9, на котором установлена обмотка 10 управления.

Обмотка 10 подключена к блоку 11 управления, и шyльcы которого поочередно подаются и на секции 5 и 6 компенсирующей обмотки.

На валу 12 ротора J установлено демпфирующее устройство, которое на чертеже не показано.

Двигатель работает следующим образом.

При обесточенной обмотке 10 ротор 1 фиксируется за счет момента, вызываемого потоком магнитов 3 и 4 при повороте ротора, проходящего через полюса 2 и 7 для случая, показанного на чертеже.

Подача управляющего импульса тока в обмотку 10 с полярностью, обеспечивающей совпадение направлений манитных потоков обмотки 10 и магнита 4 под полюсом 8 приведет к уменьшению магнитных потоков под полюсами 7и 2 и к созданию движущего момента в направлении против часовой стрелки.

Одновременно с управляющим импулсом в секцию 5 компенсирующей обмотки тоже подается импульс .тока, С учетом того, нто постоянная времени секции. 5 существенно меньше постоянной времени обмотки 10, магнитный по ток, вызванный током секции 5, нарас тает быстрее, причем он должен быть направлен так, чтобы уменьшить магнитный поток магнита 3, создающий фиксирующий момент. Это способствует увеличению движущего момента в начальной фазе движения, повьппая быст родействие двигателя, нескомпенсированный на данном шаге магнитный поток магнита 4 тоже способствует увеличению движ,ущего момента в процесе перемещения ротора, Что повышает динамические свойства двигателя I

Длительность импульса, подаваемог

на комп сирукнцую обнотку, устанавливается|равным длительности управляющего импульса, что позволяет упрости схему управления.

Независимо от наличия напряжения на секции 5 в конце движения ротора на одном шаге ротор четко фиксируется, благодаря моменту, создаваемому магнитным потоком магнита 4 между полюсами 2 и 8,

При подаче в обмотку 10 следующего импульса тока обязательно противоположной полярности по отношению к предыдущему и одновременно в секцию 6

импульса тока, компенсирующего поток магнита 4, ротор отработает следующий шаг благодаря движущему моменту от взаимодействия нубцов ротора 1 и полюса 7.

Далее процесс начнет повторяться, т.е. при подаче разнополярных импульсов в обмотку управления и однополярных импульсов в секции компенсирующей обмотки ротор двигателя будет совершать

5 дискретные перемещения.

В процессе отработки шагов собстBeHHbje колебания ротора дополнительно гасятся демпфирующим устройством. Таким образом, поочередная компен-

0 сация потока фиксации, создаваемого постоянными магнитами, благодаря разделению компенсирующей обмотки на две самостоятельные секции и размещения каждой из них на соответствующем постоянном магните, обеспечивает независимость длительности импульсов, подаваемых в компенсирующую обмотку, от характера и величины нагрузки, что позволяет повысить цвижуш яй момент, частоту приемистости и дополнительно упростить схему управления.

Перечисленные особенности предлагаемого двигателя выгодно отличают его от известных нереверсивных однофазных шаговых электродвигателей.

.. Формула изобретения Однофазный нереверсивный шаговый электродвигатель, содержащий зубчатый ротор, на валу которого установлено

„ демпфирующее устройство, и зубчатый статор, состоящий из фиксирующего пот люса с двумя постоянными магнитами и компенсирующей обмоткой и двух рабочих полюсов, соединенных сердечником, на котором расположена обмотка управления, отличающийся тем, что, с целью повышения динамических характеристик, компенсирующая обмотка состоит из двух отдельных катушек, каждая из которых размещена на соответствующем постоянном магните и имеет собственные выводы.

Источники информации, прнятые во внимание при экспертизе

1.Патент США № 2834896, кл. 310-49, 1958.

2.Авторское свидетельство СССР № 629610, кл. Н 02 К 37/00, 1978

(прототип)7