Волновой шаговый электродвигатель Советский патент 1982 года по МПК H02K41/06 

Изобретение относится к электротехнике, в частности к двигателям с шаговым вращением ротора, используемьи в электрических приводах систем с числовым программным управлением.

Известен волновой шаговый электродвигатель, содержащий электрся 1агнитный генератор, веш, гибкое зубчатое колесо с магнитопроводом и жесткий зубчатый венец 1.

Недостатками этого электродвигателя являются низкие момент и скорость на выходном валу и как следствие невысокий КПД.

Наиболее близким к изобретению является волновой шаговый электродвигатель, имеющий более высокий КПД и содержащий электромагнитный генератор волн с двумя магнитньми системами, два гибких зубчатых колеса, закрепленных в корпусе электродвигателя по внутреннему диаметру с зубьями на торцевой части по внешнему диаметру и жесткое зубчатое колесо, закрепленное на вгшу 2.

Основными недостаткгили этого электродвигателя остаются невысокий момент и скорость и как следствие.пониженный КПД, что ограничивает

возможность его использования, особенно в системах с числовым программные управлением.

Целью изобретения является повышение КПД электродвигателя путем уменьшения воздушного зазора, уменьшения колеблкнцихся масс, т.е. уменьшения увеличения механических потерь и резонансной частоты собственных колебаний гибкого зубчатого колеса.

Умазанная цель достигается тем, что гибкое зубчатое колесо закреплено в корпусе электродвигателя по своему наружному диаметру, а зубья гибкого зубчатого колеса расположены на его торцевой части по внутреннему диаметру , причем в гибком зубчатом колесе выполнены радиальные отверстия , расположенные напротив ра20диальных зазоров между полюсами электромагнитного генератора, а магнитопровод выполнен с радиальными лепестками, расположенными между радиальными отверстиями.

На фиг.1 показан волновой шаговый электродвигатель, общий вид; на фиг.2 - жесткое зубчатое колесо с валом и гибкое зубчатое колесо с пластинчать магнитопроводом; на фиг.З - взаимное расположение гибкого зубчатог® колеса и Полюсов элект ромагнитного генератора. Волновой шаговый электродвигател состоит из корпуса 1,,электромагнит ного генератора 2, вала 3, жесткого зубчатого колеса/ образованного жес кими зубчатыми венцами 4, гибкого зубчатого колеса, образованного гиб кими зубчатыми дисками 5, с расположенным между ними магнитопроводсяч набранным из пластинчатых дисков 6 с ргщиальными лепестками 7, располо женнь 1и напротив пар полюсов 8 элек ромагнитного генератора 2, радиальные отверстия 9, выполненные в гибких зубчатых дисках 5 и расположенные против радиальных зазоров 10 ме ду полюсами 8 злектромагнитннх гене ратора 2. Волновой шаговый электродвигател работает следующим образом. При поступлении на входную обмот ку электромагнитного генератора 2 сигнала в виде числового кода образуются электромагнитные волны, кото ры1е распространяются по магнитной системе, состоящей из пластинчатых дисков 6 с радиальными лепестками 7 и полюсов 8. Электромагнитная волна создает силу, деформирующую гибкие зубчатые диски 5. В результате этого гибкие зубчатые диски 5, закрепленные в корпусе 1 электродвигателя, .начинают колебаться и входят в зацепление с жесткими зубчатьми венцами 4 . За счет разного количества зубьев у гибких зубчатых дисков 5 и жестких зубчатых: венцов 4 происходит поворот последних относительно первых. Это приводит к вращению выходного вала 3, на котором закреплены жесткие зубчатые венцы 4. Особенностью предлагаемого волнового шагового электродвигателя является возможность получения малой величины воздушного зазора за счет закрепления гибкого зубчатого колеса по его наружному диаметру. Это в свою очередь приводит к повышению вращающего момента электродвигателя Другой особенностью электродвигателя является получение локальной деформации гибкого зубчатого колеса в двух диаметрально противоположных точках. Это получается за счет наличия радиальных отверстий в гибком зубчатом колесе. При этом возникают две волны изгиба гибкого зубчатого колеса и зацепление не по всему зубчатому колесу, а лишь в двух зонах, что исключает наложение (интерференцию) зубьев на участках не подверженных деформации. Кроме того, на 70-80% по сравнению с известными волновыми шаговыми электродвигателями уменьшается величина колеблющихся масс, что приводит к увеличению резонансной частоты собственных колебдний гибкого зубчатого колеса, что дает возможность увеличить скорость вращения выходного вала. Возможность увеличения момента на выходном валу и получение повьшенной частоты вршцения вала позволяют существенно увеличить полезную мощность, а следовательно и КПД предложенного волнового шагового электрс)двигателя, по сравнению с известным. Формула изобретения Волновой шаговый электродвигатель, содержащий электромагнитный генератор с концентрически расположенньиии парами полюсов, жесткое зубчатое колесо с зубьями на торцевой части по наружному диаметру, закрепленное на валу, и гибкое зубчатое колесо,о тл и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повьоиенйя КПД электродвигателя, гибкое зубчатое колесо закреплено в корпусе электродвигателя по своему наружному диаметру, а зубья гибкого зубчатого колеса расположены на его торцевой части по внутреннему диаметру, причем в гибком зубчатом колесе выполнены радиальные отверстия, расположенные напротив радиальных зазоров между полюсами электромагнитного генератора, а магнитопровод выполнен в виде дисков с радиальными лепестками, расположенными между радиальньф1и отверстиями. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 475711, кл. Н 02 К 41/06, 1972. 2.Авторское свидетельство СССР 560305, кл. Н 02 К 41/06, 1975 (прототип).