Линейный шаговый электродвигатель

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Свез СоветскихСоциалистическихРеспублик оц 989699(61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 2004 В 1 (21) 32836 93/24-07с присоединением заявки Ио -(23) Приоритет -Опубликовано 1501.83. Бюллетень Мо 2Дата опубликования описания 150133 Р 1 М Кп з Н 02 К 41/03 1 осударствениый комитет СССР во делам изобретеиий и открытий(54) ЛИНЕЙНЫЙ ШАРОВЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ Изобретение относится к электротехнике, в частности к линейным шаговым электродвигателям, которыенаходят шйрокое применение в дискретном электроприводе.Известны линейные шаговые электродвигатели, содержащие зубчатый индуктор, два сердечника с обмотками,снабженные зубцами, и постоянныймагнит 1 .Однако эти двигатели сложны вконструктивном отношении и имеютограниченные Функциональные возможности,Наиболее близким по техническойсущности к изобретению является линейный шаговый электродвигатель, содержащий зубчатЫЙ индуктор и якорь спостоянным магнитом и двумя прилегающими к нему П-образными сердечникамй на средней части которых расположено по обмотке, а крайние образуютполюса, снабженйые одинаковыми зубцами с зубцовым делением, равнымзубцовому делению зубцов индуктора,причем зубцы полюсов каждого сердечника сдвинуты между собой .на 180 эл.град., а сдвиг зубцов на полюсах раз"ных сердечников составляет 90 эл. гр,Г 23Отсутствие у этого двигателя внут"ренней магнитной фиксации" якоря приобесточенных обмотках приводнт к по"вышенному потреблению энергии.Пель изобретения - снижение энер-.гопотребления за счет обеспечениявнутренней магнитной фиксации якоряв обесточенном состоянии.1 р Для достижения указанной целиполюса на каждом сердечнике выполнены с различными площадями поверхности зубцов, обращенной к индуктору,с отношением указанных площадей - ,находящимся в диапазоне 1 с 12.Указанное соотношение площадейцелесообразно получать либо за счетвыполнения на полюсах разного числазубцов, либо за счет изменения размера зубцов в направлении, перпен 1 1дикулярном направлению движения якеря;На Фиг. 1 схематически изображенпредлагаемый двигатель, выполненныйв изометрии, общий вид; на фиг. 2 -в таком же выполнении общий вид дви"гателя со срезанной частью зубцов наодном из полюсов; на фиг. 3 - диаграмма импульсов управления двигателем.Двигатель имеет зубчатый .индуктор 1 и якорь с постоянным магнитом 2 и примыкающими к его торцам П 989699образными сердечниками, каждый иэкоторых содержит по паре полюсов3,4 и 5,6 и обмотки соответственно7 и 8. Полюса снабжены зубцами 9 сзубцовым делением, равным зубцовому делению зубцов на индукторе 1. Пло 4щади активной зубчатой поверхностиполюсов 3,4 и 5,6 в каждой, паре разные и находятся в отношении не более,Чем 2:1, причем в двигателе, изображенном на фиг. 1, это достигается ука- ,10ванным соотношением числа зубцов вкаждой паре полюсов, а на фиг, 2 -за счет срезания зубцов,Двигатель работает следующим обзом. 15При отсутствии тока в обмотках.благодаря разности активных площадейзубцов на полюсах.3,4 и 5,6 и магнитному потоку, создаваемому постоянныммагнитом 2, якорь 2 занимает положение по отношению,к индуктору, соответствующее максимальной магнитнойпроводимости в магнитной цепи полю"сов с большей активной площадью, врассматриваемом случае - це.и полюсов 4,5, при этом всякое внешнееусилие, действующее вдоль направления перемещения якоря при незначительном его смещении, приводит к возникновению. встречного усилия, что свидетельствует о наличии у двигателяпри обесточенных обмотках внутренней магнитной фиксации.Указанное положение индуктораотносительно якоря обеспечивает также смещение зубцов полюсов 3 и 6 отио 45сительно зубцов индуктора, что необходимо для создания движущего усилияпри подаче тока в обмотки двигателя.При подаче импульсов тока в обмотки7 и 8 в соответствии с диаграммой, 40приведенной на фиг, 3, магнитный поток под полюсами перераспределяется,что приводит к последовательномусозданию усилий, действующих на индуктор в одном направлении. Отсутствие тока в обмотках. вновь приводит квозникновению внутренней магнитнойфиксации индуктора,По сравнению с известными двигателямм описываемый двигатель, сохраняя равномерность перемещения вектора усилия,а,следовательно и равномер.ность перемещения элемента двигателя при одинаковом количестве"тактов уп- фравления обладает внутренней магнитной фиксацией при обесточенных об"мотках.,Данное свойство двигателя приводитк существенной экономии электроэнер"гии, особенно в устройствах, управляемых командами, имеющими значительные временные паузы, что выгодно отличает предлагаемый двигатель и способствует его широкому использованию,Формула изобретения1. Линейный шаговый электродвигатель, содержащий зубчатый индуктори якорь с постоянным магнитом и дву мя прилегающими к нему П-образнымисердечниками, на средней части которых расположено по обмотке, а крайниечасти образуют полюса, снабженныеодинаковыми зубцами с зубцовым делением, равным зубцовому делению зубцов индуктора, причем зубцы полюсовкаждого сердечника сдвинуты междусобой на 180 эл. гр., а сдвиг зубцовна полюсах разных сердечников составляет 90 эл. гр., о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью снижения энергопотребления за счет обеспечениявнутренней магнитной Фиксации якоряв обесточенном состоянии, полюса накаждом сердечнике выполнены с различными площадями поверхности зубцов, обращенной к индуктору, с отношением указанных площадей -находящимся в диапазоне 1(12,2, Двигатель по п. 1, о т л ич а ю щ и й с я тем, что указанноеотношение 1 получено за счет выполнения на полюсах одного сердечникаразного числа зубцов.3. Двигатель по п. 1, о т л ич а ю щ и й с я тем,что указанноеотношение 1 получено за счет изменения размера зубцов в направлении,перпендикулярном направлению движения якоря.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Патент США У 3869625,кл. 310-12, 1975.2. Авторское свидетельство СССР9 746830, кл. Н 02 К 41/02, 1980.989699 и адью ставитель В,Калишхред Е.харитончик ктор С.Тимохина одписное акаэ .11145/ митета СССРткрытийскан наб Филиал ППП фПатент, г. Ужгород, ул. Проектна ВНИИПИ по д 113035 маис 4 Ьа.г Тираж 684 осударственного ам изобретений н Москва, Ж., Ра н Корректор О.Билак