Однофазный реверсивный шаговый двигатель

НИЕ ОП ИС изове оюз Советских циалистических Республик(45) Дата опубликования описания 24.05,77(51) 1. К,Н 02 К 0 ооударстаенныи комитетСовета Министроа СССРоо делам изобретенийи открытий(54) ОДНОФАЗНЫЙ РЕВЕРСИВНЫЙ ШАГОВЫЙ АТЕЛЬ и возбуждена быть подтока, Конструкволяет отклюатушку возбужслучае пускоится равным ботоспособность, по обмотке ению энергеполярность включения обмоткния, которая все время должключена к сети постоянного Из ек тром одно говым ако вигателя о им и в о а чать от источник дения, так как в вой момент двига нулю, и двигателПостоянное проте О возбуждения прив тани ротивном еля стан теряет ра ание тока дит к селей. тических показат Цель изобрет я - повы ь двигателя.Это достигаетс дополнительно ус венца с шагом, р зубчатых венца с тем, что в дви новлены два зуб ным основному,шагом, вдвое меньателе атых шим но в основного, располо аксиальном направл 20 постоянного магнит нные симмет льных венцов цуты по часовой с шага относительно венцов с основным 5 очередь, сдвинуть тение относится к област иностроения, в частности к ш ным электродвигателям, кото няются в системах автоматиких приборах, например в при различнь брхвремени,Известны шаговые однофазные двигателис зубчатым пассивным ротором и статоромсодержащим кольцевую катушку управления, постоянный магнит и зубчатые венцы1 . Однако такие двигатели имеют одправленное вращение и в процессе эксплуатации не способны ревэрсироваться.Известен также однофазный реверсивный двигатель, содержащий зубчатый пассивный ротор и статор с аксиально размещенными в нем катушкой управления, расположенной между двумя зубчатыми венцами, имеющими шаг, совпадающий с шагомзубцов на роторе, катушкой возбуждения,расположенной между двумя зубчатымивенцами, имеющими шаг по зубцам вдвоеменьше основного, и постоянным магнитом 2. Для осуществления реверса ротора такого двигателя необходимо изменять енин по обе стороны а, причем зубцы дополменьшим шагом сдвирелке на - основного8зубцов дополнительных шагом, которые, в свою относительно зубцов навентах, ттрим;-ткаюш. - ; пр;,.",- ния, на половину основого зубцового шага и относительно зубпс.;:т -.ет:та., примы"аА ющих к катутт".еЗов -д ,ия, т- а я основ ного шага против часо-ой стрелки.На чертеже показан однофазный реверсив ный шаговый двигатель.Двигатель содержит зубчатый пассивный ротор 1 и статор 2, с аксиально размещенными в нем кагущкой управления 3, расположенной межд-;, двумя зубчатыми венцами 4,имеютдтдмтт;.оно.;ной Гтаг по зубцам равный шагу зубцов н:-: роторе, Луоцы на венцах 4 не имеют угт-алого сдвига один от 10 носительно другого. 15та другом конце статора 2 т-.а.-;мептенахату;ч;а "озбуждения 5 расположеннач между двум=-, зубчаты:, тт ветшами 6 т имеюшими:,аагО ЗтапаМ В-ВОЕ,тЕНЬШЕ ОСНОВНОГО Шага.:уоц:.- - :.ннов 6 .о же не имеют угловоО СдВЦ ОДИ От. " 6 тЕЛЬНО ДРтГОГО,Между электромагнитными системами7 и 8, включающими соответственно катушки;правления 3 и возбуждетпля 5 с их венцами 4 и 6 установлена электромагнитнаясистема 9, вкжочаюшая кольцевойпостоянный магнит 10, намагниченный восевом направлении, симметрично прилегающие к нему с двух сторон два зубчатыхвенца 11 с шагом по зубцам, равным ос- З 0новному шагу, и два зубчатых венца 12 сшагом по зубцам, вдвое меньшим основного,Зубцы венцов 11 сдвинуты по часовойстрелке относительно зубцов на венцах 12 35на 8 зубцового деления основного шага,В свою очередь, зубцы венцов 12 сдвинуты относительно зубцов на венцах 4 наугол, равный половине основного зубцовогошага. Кроме того, зубцы венцов 6 сдвигты относительно зубцов на венцах 12 на1зубцового деления основного шага противчасовой стрелки.В связи с тем, что описываемый двигательпо принципу образования результирующего момента относится к гармоническим двигателям,результирующая угловая характеристика момента является суммой гармоник, амплитуды ифазовые сдвиги которых зависят от кратности и взаимного расположения зубцовэлектромагнитных систем 7, 8, 9.Двигатель работает следующим образом.При отсутствии напряжения на катушках 3,5 электромагнитная, система 9 создает нароторе постоянно действующий момент, урав 55новешивающий момент нагрузки и фиксирующий ротор в определенном положении. Приподаче импульса тока в катушку управленияв электромагнитной системе 7 за счет момента, возникающего из-за сдвига зубцов 60 до-.=; ос:, -: - :,о тбцов на венцах 4 ивозникатттштего дри этом магнитного потока,происходит поворот ротора вперед на угол,соответствующий половине основного шага,После отключения катушки 3 на ротор, находящийся в смещенном от исходного положения, будет действовать момент в направлении вь еред, обусловленный моментом электромагнитной системы 9, под действиемкоторого ротор переместится в том же направлении еще на полшага,Таким образом, за время протекания така в катушке 3 и время паузы ротор отработает шаг, равный одному основному зубцовому делению.Для осуществления реверса и обеспечения движения ротора в обратном направлении назад ) необходимо подключить катушку возбуждения 5 к источнику постоянноготока, Это приводит к возникновению дополнительного момента от электромагнитнойсистемы 8, за счет которого исходное состояние ротора сместится, и при подаче импульсатока в катушку 3 на ротор будет действоватьмомент в обратном направлении, под дейст -вием которого ротор повернется на угол,соответствующий половине основного шага,в направлении назад, а во время паузы онотработает еше полшага за счет моментасистемы 9, действуюшего в этом же направлечии.Таким образом, в описываемом двигателе при врашении его в одном из направлений ( в рассмотренном случае вперед) обмотка воздуждения не по=ребляет энергиичто повышает к. и. д. двигателя.Формула изобретенияОднофазный реверсивный шаговый двигатель, содержащий зубчатый пассивный ротор и статор с аксиально размещенными в нем катушкой управления, расположенной между двумя зубчатыми венцами, имеюшими шаг, совпадающий с шагом зубцов на роторе, катушкой возбуждения, расположенной между двумя зубчатыми венцами, имеющими шаг по зубцамвдвое меньше основного, и постоянным магнитом, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью повышения к. и, д. двиГателя, дополнительно установлены два зубчатых венца с шагом, равным основному, и два зубчатых венца с шагом, вдвое меньшим основного, расположенные симметрично в аксиальном направлении по обе стороны постоянного магнита, причем зубцы дополнительных венцов с меньшим шагом сдвинуты.по часовой стрелке на 18основного шага относительно зубцов до полнительных венцов с основным шагом.которые, в свою очередь, сдвинуты относительно зубцов на венцах, примыкающихк катушкам управления, на половину основного зубцового шага и относительно зубцов Бна венцах, примыкающих к катушке возбуждения, - на 1/В основного шага против часовой стрелки. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: 1, Дискретный электропривод с шаговымидвигателями,под ред. М. Г, Чиликина, Энергия, Москва 1971 г.2, Авт. св. СССР Ло 413583, М,Кл,Н 02 К 37/00 (прототип),Заказ 715/46 Тираж 882 Подпис ное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП фПатентф, г. Ужгород, ул. Проектная, 4