Шаговый электродвигатель

О П И С А Н И Е 11 з 54 б 049ИЗОБРЕТЕН ИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республик(51) М,Кл. Н 01 1. 41/1 5 (21) 2117828/2 вкиХосударствеииык комитет Совета министров СССР 537,228,(088,8) 02.77, Бюллетеньпо делам изобретений и открытий(45) Дата опубликования описания 23.03.77(72) Авторыизобретения В. В, Зотов и В. А, Тито итель ТЕЛ ОВЫЙ ТРОД 54 2 Изобретение относится к э а более конкретно к шаговым телям, работающим на основе деформирования исполнительно предназначенным для использо коточных системах автоматич ния, в механических сканирую вах, в высокоточных станках.Известны шаговые электрод которых может совершать на ре движение в двух взаимно ных направлениях 11. лекгротех,нике, электродвигаэлектрического го элемента и вания в высо- ского наведещих устройстгатели, якорьлоском стато- рпендикулярИзвестен также шаговыи электродвигатель, работающий на основе электрического деформирования исполнительного элемента, содержащий статор, состоящий из двух пар сердечников из ферромагнитного материала, снабженных обмотками, и якорь, состоящий из двух па 1 р опор, жестко связанных между собой электрически деформируемым элементом (например, пьезоэлементом). Сердечники статора имеют сложный, профиль в сечении, расположены параллельно друг другу и служат направляющими для опор якоря, а электрически деформируемый элемент состоит из набора 1 пьезокерамических пластин, скрепленных в пакет токопроводящими спаями-электродами, плоскости которых перпендикулярны направлению перемещения якоря 2. В этом электродвигателе перемещение яко.ря ограничено одной степенью свободы (якорь может двигаться только вдоль сердечника), что обусловлено расположением и формой 5 сердечника статора. Точность и стабильностьшага двигателя опраничены нестабильностью металлокерамических спаев-электродов в электрически деформируемом элементе.Целью изобретения является увеличение 10 числа степеней свободы якоря.Указанная цель достигается тем, что в шаговом электродвигателе, имеющем статор из ферромагнитного материала и якорь в виде опор из ферромагнитного материала, жестко 15 соединенных электрически деформируемымэлементом, статор выполнен в виде монолитной,плоской, плиты, а опоры якоря имеют электрические обмолвки и выполнены в виде электромагнитов, при этом электромагниты сопря О гаются со статором поверхностями своих полюсов.На чертеже:показан,предложенный шаговый электродвигатель.Шаговый электродвигатель имеет статор 25 1, вьвполненный в виде монолитной плиты изферромагнитного материала, и якорь, состоящий из двух опор 2 и 3, соединенных между собой электрически деформнруемым элементом 4 из,пьезоэлекгрического материала, наЗо пример иварца или пьезокерамики, Опоры 2и 3 якоря выполнены в виде электромагнитов, содержащих обмотки 5 и б, Полюса электромагнитов контактируют с опорной поверхностью статора 1. Электроды 7 на электрически деформируемый элемент 4 нанесены параллельно направлению, перемещения опор 2 и 3 якоря,Шаговый двигатель работает следующим образом.В исходном состоянии на электрически деформируемый элемент через электроды 7 подают напряжение, котарое удерживает этот элемент в деформированном состоянии. При подаче тока в обмотку 5 опоры 2 последняя притягивается к статору 1 и удерживается на нем. Затем полярность электрического напряжения на электродах 7 меняют на обратную, вследствие чего элемент 4,деформируется в противоположную сторону. За счет изме анни деформации элемента 4 Опора 3 перемещается на величину этого изменения, после чего закрепляется на статоре 1 при подаче тока в обмотку б. После закрепления опоры 3 ток, текущий через обмотку 5, отключает опору 2, и опора освобождается. Затем полярность напряжения на элементе 4 меняют на противоположную, вследствие чего элемент 4 возвращается в исходное состояние и тем самым перемещает опору 2 на расстояние, соответствующее величине деформации. Таким образом, осуществляется шаговое перемещение электродвигателя в любом заданном направлении в плоскости статора 1.Регулирование величины шага двигателя 5 производят изменением способа подачи напряжения на электрически деформируемый элемент, а также варьированием амплитуды этого напряжения.Формула изобретенияШаговый электродвитатель, содержащийстатор из ферромагнитного материала и якорь в виде опор пз ферромагнитного материала, 15 жестко соединенных посредством электрически дефэрмируамого элемента, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью увеличения числа степеней свободы якоря, статор выполнен в виде монолитной плоокой плиты, а опоры яко ря имеют электрические обмотки и выполнены в виде электромагнитов, при этом электромагниты сопрягаются со статором поверхностями своих полюсов.Б Источники информации, принятые во внимание при экопертнзе:1. Патент США3851196, кл, 310 в ,1974 г.2. Патент ГДР92968, М. Кл. зО Н 02 п 11/00, 1972 г. (прототип).