Шаговый электродвигатель Советский патент 1982 года по МПК H02K37/00 

1

Изобретение относится к электротехнике, в частности к шаговым элек трическим двигателям, которые находят широкое применение в дискретном электроприводе.

Известны шаговые электродвигатели, содержащие статор с обмоткой и ротор с постоянным магнитом 1.

Однако эти двигатели имеют сравнительно низкий пусковой момент, существенно зависящий от качества сборки двигателя.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является шаговый электродвигатель, содержащий статор с обмоткой управления, расположенной на стержневом магнитопроводе, имеющем полюсные наконечники, и ротор, снабженный кольцевым постоянным магнитом, установленным с радиальным зазором отно 1ительно полюсных наконечников t21. Однако этот двигатель имеет ограниченное применение в связи с тем, что

его ротор имеет однонаправленное вращение.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет двухстороннего вращения ротора.

Поставленная цель достигается тем, что двигатель снабжен дополнительной обмоткой, ферромагнитйой пластиной, примем дополнительная обмотка выполнена дисковой, разме10щена соосно с ротором и с аксиальным зазором относительно его постоянного магнита и электрически соединена с обмоткой управления, а ферромагнитная пластина выполнена в ви15де диска, который имеет вырезы и прилегает к обмотке со стороны, противоположной магниту.

При этом целесообразно указанный двигатель снабдить вторым комплек20том, состоящим из дополнительной обмотки и ферромагнитной пластины, расположенным с другой стороны магнита ротора. 3 На фиг, 1 представлен предлагаемый двигатель, вид в плане; на фиг. и 3 представлены разрезы двигателя по стрелкам, указанным ни фиг. 1| на фиг. (сЛ, б, в, 1) - положения ротора двигателя, иллюстрирующие принцип работы двигателя. Электродвигатель содержит обмотку 1 управления, размещенную на сте жневом магнитопроводе 2, который снабжен полюсным наконечниками 3. Ротор выполнен с кольцевым постоянным магнитом, установленным на валу 5 с .радиальным зазором относительно полюсных наконечников 3 и с аксиальным зазором относительно обм рок 6. С другой стороны к обмоткам 6 прилегают ферромагнитные полудиски 7. Обмотки 6 и папудиски 7 установлены в немагнитных обоймах 8, при этом пблудиски 7 располо жены симметрично относительно оси симметрии всего двигателя (фиг. 1) Обмотка 1 и обмотки 6 соединены между собой последовательноi По соз даваемому магнитному полю обмотки 6 соединены между собой встречно. Двигатель работает следующим образом. При обесточенных обмотках 1 и 6 ротор k занимает одно из положений, приведенных на фиг. k d,b, ,t, . При подаче импульса тока в обмот ки 1 и 6 с направлением, указанным на фиг. d, стрелками, ротор начнет поворачиваться по часовой стрел ке, так как благодаря магнитному по току, .созданному обмоткой 6 и сконцентрированнбму полудисками 7, обще магнитное поле в зазоре между магни том k и наконечниками 3 станет несимметричным - на левой половине, верхнего наконечника 3, являющегося северным полюсом, оно усилится, а н левой половине нижнего наконечника 3, являющегося южным полюсом, оно станет слабее. Электромагнитные силы отталкиван создают направленный по часовой стрелке момент и заставляют повернуться ротор до положения, показанного на фиг. в. В момент отсутствия тока в обмотках 1 и 6 ротор займет положение, соответствующее указанному на фиг. k 1;, т.е. по оси симметрии наконечников 3. Подача им пульса в обмотки 1 и 6 с обратной полярностью вновь приведет к не симметрии магнитного поля в рабочем 64 (зазоре,при этом в левой половине .верхнего наконечника 3, представляющего уже южный полюс, поле опять будет усиливаться, а на левой половине нижнего наконечника 3, являющегося северным полюсом, будет ослабляться, что приведет к направленному действию электромагнитных сил оттал.кивания, которые создадут вращающий момент, действующий по часовой стрелке. По окончании импульса ротор вновь займет положение, показанное на фиг. k d, что обеспечит повторение цикла. Изменение направления вращения ротора производится переключением концов обмотки 6 по отношению к обмотке 1. В этом случае усилие магнитного поля будет происходить в рабочем зазоре на левой стороне нижнего наконечника 3, а ослабление - в левой стороне верхнего наконечника 3, что в совокупности создает вращающий момент, действующий против часовой стрелки. Таким образом, за счет двухстороннего направления вращения ротора двигателя существенно расширяются его функциональные возможности. Формула изобретения 1.Шаговый электродвигатель, содержащий статор с обмоткой управления, расположенной на стержневом магнитопроводе, имеющем полюсные наконечники, и ротор, снабженный кольцевым постоянным магнитом, установленным с радиальным зазором относительно полюсных наконечников, от л и чаю щ и и с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет двухстороннего вращения ротора, двигатель снабжен дополнительной обмоткой и ферромагнитной пластиной, причем дополнительная обмотка выполнена дисковой, размещена соосно с ротором и с аксиальным зазором относительно его постоянного магнита и электрически соединена с обмоткой управления, а ферромагнитная пластина выполнена в виде диска, koтopый имеет вырезы и прилегает к обмотке со стороны, противоположной магниту. 2.Шаговый электродвигатель по П. 1,,отличающийся тем, что он снабжен вторым комплектом, состоящим из дополнительной обмотки и ферромагнитной пластины, рас- 5 положенным с другой стороны.магнита ротора. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 930516.« 1. Патент США № 3991332, кл. , 1976. 2. Патент США № 3. , кл. 310- 9г 1976 (прототип).

1

-7

-tf Ч

к/

ФигЛ