Линейный шаговый электродвигатель Советский патент 1983 года по МПК H02K41/03 

(54) ЛИНЕЙНЫЙ ШАГОВЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ

Изоб ретепие относится к электротехнике, в частности к линейным шаговым электродвигателям/ которые находят широкоеприменение в дискретном электроприводе.

Известны линейные шаговые электродвигатели, содержащие зубчатый индуктор, два сердечника с обмотками, снабженные зубцами, и постоянный магнит.

Однако эти двигатели сложны в конструктивном отношении и имеют ограниче|}ные функциональные возможности.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является линейный шаговый электродвигатель, содержащий зубчатый индуктор и якорь с постоянным магнитом и двумя прилегающими к нему П-образными сердечникамйу на средней части которных расположено по обмотке, а крайние образуют полюса, снабженйые одинаковыми зубцами с зубдовым делением, равным зубцовому делению зубцов индуктора, причем зубцы полюсов каждого сердечника сдвинуты между собой на 180 зл. грг1Д., а сдвиг зубцов на полюсах pas ных сердечников составляет 90 эл. гр.

Г2;г .

Отсутствие у этогодвигателя внутренней магнитной фиксации якоря при обесточенньлх обмотках приводит к повышенному потреблению энергии.

Цель изобретения - снижение энергопотребления за счет обеспечения внутренней магнитной фиксации якоря в обесточенном состоянии.

Для достижения указанной цели

10 полюса на каждом сердечнике выполнены с различными площадями поверхности зубцов, обращенной к индуктору, с отношением указанных площадей - i, находящимся в диапазоне .

15

Указанное соотнсяиение площадей целесообразно получать либо за счет выполнения на полюсах разного числа зубцов, либо за счет изменения размера зубцов в направлении, перпен20

дикулярном направлению движения якоря.

На фиг. 1 схематически изображен предлагаемый двигатель, выполненный в изометрии, общий вид; на фиг. 2 - в таком же выполнении общий вид дви25гателя со срезанной частью зубцов на одном из полюсов; на фиг. 3 - диаграмма импульсов управления двигателем.

Двигатель имеет зубча:тый .индук- ; тор 1 и якорь с постоянным магнитом

30 2 и примыкающими к его торцам Побразными сердечниками, каждый иэ которых содержит по паре полюсов 3,4 и 5, обмотки соответственно 7 и 8. Полюса снабжены зубцами 9 с j3y6uoBfcaM Цк- делением, равным зубцовому делению зубцов на индукторе 1. Ш щади активной зубчатой поверхности полюсов 3,4 и 5,6 в каждой, паре и находятся в отиошении не более Зем 2:1, причем в двигателе, изображ ном на фиг, 1, это достигается укаванным соотношением числа зубцов в каждой паре полюсов, а на фиг. 2 за счет срезания зубцов. Двигатель работает сле дувдщим обзом. При отсутствии тока в обмотках .благодаря разности активных площадей зубцов на полюсах.3,4 и 5,6 и магнит ному потоку, создаваемому постоянным магнитом 2, якорь 2 занимает положение по отношению,к индуктору, соот ветствующее максимальной магнитной проводимости в магнитной цепи полюсов с большей активной площадью, в рассматриваемом случае - полюсов 4,5, при этом всякое внешнее усилие, действующее вдоль направления перемещения якоря при незначител ном его смещении, приводит к возникновению, встречного усилия, что свидетельствует о наличии у двигателя при обесточенных обмотках внутренней магнитной фиксации. Указанное положение индуктора относительно якоря обеспечивает также смещение зубцов полюсов 3 и 6 отн сительно зубцов индуктора, что необходимо для создания движущего усилия при подаче тока в обмотки двигателя При подаче импульсов тока в обмотки 7 и 8 в соответствии с диаграммой, приведенной на фиг. 3, магнитный поток под полюсами перераспределяется что приводит к последовательному созданию усилий, действующих на индуктор в одном направлении. Отсутст.вие тока в обмотках, вновь приводит к возникновению внутренней магнитной фиксации индуктора. По сравнению с известными двигдтелями описываемый двигатель, сохра няя равномерность перемещения векто ра усилия,а,следовательно и равноме . ность перемещения элемента двигател: при одинаковом количеству тактов управления обладает внутренней магнит- ной фиксацией при обесточенных обмотках. , Данное свойство двигателя приводит к существенной экономии электроэнерии, особенно в устройствах, управляемых командами, имеющими значительные временные паузы, что выгодно отличает предлагаемый двигатель и способствует его широкому использованию. Формула изобретения 1.Линейный шаговый электродвигатель, содержащий зубчатый индуктор и якорь с постоянным магнитом и двумя прилегающими к нему П-образными сердечниками, на средней части которых расположено по обмотке, а крайние части образуют полюса, снабженные одинаковыми зубцами с зубцовым делением, равным зубцовому делению зубцов индуктора, прич:ем зубцы полюсов каждого сердечника сдвинуты между собой на 180 эл. гр., а сдвиг зубцбв на полюсах разных сердечников составляет 90 эл, гр., отличающийс я тем, что, с целью снижения энергопотребления за счет обеспечения внутренней магнитной фиксации якоря в обесточенном состоянии, полюса на каждом сердечнике выполнены с различными площадями поверхности зубцов, обращенной к индуктору, с отношением указанных площадей - i, находящимся в диапазоне . 2.Двигатель по п. 1, отличающийся тем, что указанное отношение, i получено за счет выполнения на полюсах одного сердечника разного числа зубцов. 3.Двигатель по п. 1, отличающийся тем,что указанное отношение i получено за счет изменения размера зубцов в направлении, перпендикулярном направлению движения якоря. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Патент США: 3869625, кл. 310-12, 1975. 2.Авторское свидетельство СССР 746830, кл. Н 02 К 41/02, 1980.

Ima/fra 5та/(/п V/ламт, Фи.3