Шаговый электродвигатель с катящимся ротором

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК н 1/06 ки ту ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТПРИ ГКНТ СССР АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕПЬСТ(56) Ргосеедп 8 з оЕ спе Ргзг Епгореап Бущрозшщ оп "Брасе МесЬапдзщз апд РгЬо 1 ояу", Бюгеег 1 апй ИеасЬаге 1, 1983, 12-14 Осе., р. 194, 118. 4Там же, р. 196, Кдр. 6.(57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в тихоходном малоинерционном электро- приводе, Изобретение позволяет повысить КПД и упростить конструкцию двигателя. Шаговый электродвигатель с катящимся ротором содержит статор 1 с опорной конической поверхностью 2, обмотками 3 управления и зубчатой,ЯО 152936 конической поверхностью 4, дисковыйротор 5 с зубчатой конической поверхностью 6 и упругий подвес 7, соединенный с одного торца с ротором 5, ас другого - с выходным валом 8, Припоследовательном переключении катушек обмотки 3 зубчатая коническаяповерхность 6 ротора обкатывает неподвижную .зубчатую коническую поверхность 4 статора. Вследствие разницызубьев на этих поверхностях ротор 5имеет вращение вокруг своей оси снизкой частотой. Положительный эффект достигается за счет того, чтоугол р между поверхностью, образованной впадинами конических зубьевзубчатой поверхности статора и основанием делительного конуса зубчатойповерхности обкатывания статора,удовлетворяет соотношению соз д ) (1. --1)/, где- коэффициент редукциина зубчатых конических поверхностяхобкатывания, а упругий подвес ротора выполнен в виде прорезной пружины, 1 ил,Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в тихоходном малоинерционном электро- приводе.Цель изобретения - повышение 1 ПД и упрощение конструкции.На чертеже представлен электродвигатель, продольный разрез.Яаговый электродвигатель состоит из статора 1 с опорной конической поверхностью 2, обмотками 3 управления и зубчатой поверхностью 4,дискового ротора 5 с зубчатой поверхностью 6, который установлен с углом наклона Д относительно плос-.кости основания делительного конуса зубчатой поверхности статора, причем центр основания делительного конуса зубчатой поверхности ротора О, смещен относительно оси 00 з делитель- ного конуса зубчатой поверхности статора на величину е. Упругий подвес 7 выполнен в виде прорезной пружи ны, соединенной с одного торца с ротором 5 а с другого - с выходным валом 8.Исходя из необходимого угла наклона р ротора относительно плоскости основания делительного конуса зубчатой поверхности статора и величины радиусов К., и Е рассчитывают смещение центра основания дели" тельного конуса зубчатой поверхнос; ти ротора относительно оси делитель- ного конуса зубчатой поверхностистатора по Формуле е = Ксоз р - КВ предлагаемом двигателе угол наклона ротора определяют следующим образом:д - 1 есов д : +КИз Формулы видно, что предлагаемое техническое решение позволяет уменьшить угол наклона р ротора по сравнению с известными при одном и том же передаточном отношенииза счет наличия слагаемого е/К;, а также получить любое передаточное отношениепри заданном угле наклона р за счет выбора величины е. Расстояние Ь = 00 з определяют по Формуле 55 где О - проекция центра основанияделительного конуса зубчатойповерхности ротора на осьделительного конуса зубчатой поверхности статора;Оз - точка пересечения осей делительных конусов зубчатыхповерхностей ротора и ста-тора,Плоскость, проходящая через точкуО и параллельная основанию делительного конуса зубчатой поверхностистатора, определяет начало первоговерхнего рабочего кольца прорезнойпружины,Вершина делительного конуса зубчатой поверхности ротора может лежать на любой точке оси симметрииротора, а вершина делительного конуса зубчатой поверхности статоралежит на пересечении образующей делительного конуса зубчатой поверхности ротора или ее продблжения иоси симметрии статора,Термин "Прорезная пружина", принятый в данном случае, носит болееширокий характер, чем принято в технике. Под этим термином понимаетсяупругий элемент и; с.нзвольной Формы,обладающий следуюшими необходимымихарактеристиками которые рассчитываются для каждого конкретного двигателя;1, радиальной жесткостью для обеспечения постоянства величины смещения центра основания делительногоконуса зубчатой поверхности роторана величину е, при этом радиальнаяжесткость должна быть как можно боль"ше,2. крутильной жесткостью для передачи вращения выходному валу, которая должна обеспечить точную передачу момента выходному валу,3. осевой жесткостью, котораядолжна обеспечивать необходимый изгиб прорезной пружины под действиемсилы притяжения, создаваемой обмотками статора и действующей на ротор,при этом осевая жесткость должнабыть как можно меньше.Шаговый электродвигатель работаетследующим образом.За счет подачи напряжения поочередно на одну или несколько соседнихобмоток 3 статора 1 прорезная пружина 7 изгибается и вследствие перемещения по окружности силы притяже1529365 Эбв (ш.г,где г- число зубьев ротора,г - число зубьев статора,ш - число фаз обмоток статора. Эта формула справедлива при сим" метричной коммутации обмоток 3, т.е. в каждый момент времени напряжение подано на одинаковое число обмоток.Составитель С.ПахомовТехред Л.Олийнык Корректор С.черни Редактор А.Огар Заказ 7756/52 тираж 648 ПодписноеВНИИПИ Государс твенного комитета по изобретениям н открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб д, 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул, Гагарина,101 ния, создаваемой обмотками статора,ротор 5 приводится в движение, прикотором происходит обкатывание зубчатой поверхности 6 ротора по неподвижной зубчатой поверхности 4 статора. При этом благодаря высокой радиальной жесткости прорезной пружиныобеспечивается постоянство величинысмещения центра основания делительного конуса зубчатой поверхности ротора на величину е, а благодаря высокой крутильной жесткости вращениебез закручивания с высокой точностьюпередается выходному валу 8, которыйполучает дискретные перемещения сшагом Таким образом, по сравнению с известными двигателями предлагаемое техническое решение проще эа счет наличия в подвесе одного элемента ,вместо двух и обладает лучшими удельными энергетическими показателями при одном и том же передаточном отношении эа счет уменьшения электромагнитных потерь путем уменьшения 5воздушного зазора между ротором и статором и уменьшения потерь на трение в упругом подвесе вследствие исключения шарнира из конструкцип подвеса. 1 О Формула иэ обретения Шаговый электродвигатель с катящимся ротором, содержащий статор с обмоткой, дисковый ротор, упругий поднес которого соединяет ротор с выходным валом, и зубчатые конические поверхности обкатывания статора и ротора, о т л и ч а .ю ш и й с я 2 О тем, что, с целью повышения КПД иупрощения конструкции, угол р между поверхностью, образованной впадинам и зубьев зубчатой поверхности статора, и основанием доголнительно го конуса зубчатой поверхности обкатывания удовлетворяет соотношению 1совр30где д - коэффициент редукции на зубчатых конических поверхностях обкатывания,а упругий подвес ротора выполнен ввиде прорезной пружины.