“шаговый электродвигатель “румфон 2 “

СООЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУВЛИК 1)5 Н 02 К 37/ ИЕ ИЗО ЕТЕНИЯ ОПИС К АВ оно бор ГОСУДАРСТВЕННОЕПАТЕНТНОВЕДОМСТВО СССР(56) Авторское свидетельство СССРМ 1711301, кл. Н 02 К 37/00, 1987.(57) Использование: в электротехнике, Сущность изобретения: магнитопровод имеет Изобретение относится к электротехнике, в частности к шаговым электродвигате-" лям реактивным универсальным с магнитной фиксацией однофазным нереверсивным двухполюсным.Цель изобретения - упрощение конструкции й повышенйе"технологичности. Дополнительная цель - расширение эксплуатационных возможностей путем обеспечения целого спектра характерйстик за счет изменения ориентации магнитного поля фиксирующих магнитов.На фиг. 1 - вид в плане для первого варианта исполнения двигателя; на фиг. 2 - разрез по стрелкам фиг. 1; нэ фиг,3 - другой разрез; на фиг. 4 - третий разрез; на фиг, 5, 6 - сборочный узел; нэ фиг, 7 - мэгнитопровод: на фиг. 8 - операция сборки; на фиг, 9 - другая сборочная операция: на фиг. 10 - принцип действия двигателя согласно фиг.1-9; на фиг. 11 - вид в плане для второго варианта исполнения двигателя; йа фиг, 12 - вид по стрелкам фиг. 11; на фиг, 13 - вид по стрелкам фиг, 12; на фиг. 14 - вид по пару одинаковых полюсных наконечников с диаметральными полюсами. между которыми установлены постоянные магниты, Вал ротора установлен в центральных отверстиях немагнитных пластин, Магниты размещены между параллельными торцами немагнитных шайб и закреплены элемента. ми крепления, которые могут быть выполнены в виде винтов и гаек, а концы магнитов 5, 6 помещены в сквозных вырезах плат; Такое крепление позволяет менять магниты без йзвлечения ротора, 18 з.п. ф-лы, 94 ил. У)стрелкам фиг. 12; на фиг. 15 - убран один Смагнит двигателя по фиг. 11 - 14; на фиг. 16 -убраны оба магнита; нэ фиг. 17 - убранаодна из пластин корпуса; на фиг. 18 - убранротор с валом и пара другихпластиЛ корпу- а са; на фиг, 19 - вид по стрелкам фиг. 18; на фиг. 20 - пластина корпусная двигателя по фиг, 11 - 19; на фиг. 21 - магнитопровод двигателя по фиг, 11 - 20; на фиг. 22. 23 и 24 - разьясняются новые эксплуатацйойные воэможности двигателя по фиг 11-21; на фиг. 25 - вид с торца на двигательсогласно третьему варианту исполнения; нэ фиг. 26 - вид по стрелкам фиг, 25; на фиг, 27 - вид по стрелкам фиг. 26; на фиг, 28 - положение ротора при возбужденных полюсах магнитопровода и соотношения магнитной системы; на фиг. 29- магнитопровод с обмоткой; на фиг, 30 - шихтованный магнитопровод на направляющих штифтах; на фиг, 31 - пластина-мост корпуса; на фиг. 32 - магнитопровод с пластиной по фиг. 31; на фиг, 33 - вид по стрелкам фиг, 32; на фиг, 34 - м литный ротор; на фиг, 35 - пояснение ски двигателя по третьему варианту; на фиг.36 - вид по стрелкам фиг, 35: на фиг, 37 - поставлена последняя пластина корпуса; на фиг, 38 - фиксация элементов корпуса одним винтом; на фиг. 39 - вид по стрелкам 5 фиг. 38: на фиг, 40 - вид по стрелкам фиг. 39; на фиг. 41- поставлен магнит; на фиг. 42, 43 и 44 - магнит зафиксирован; на фиг, 45 - модификация двигателя с ротором из дисковых частей, укрепленных на валу, выполнен ном заодно с трибом; на фиг, 46 - ротор двигателя по фиг, 45; на фиг, 47 - варйайт конструкции ротора; на фиг. 48 - другой вариант конструкции ротора; на фиг. 49 - редукторный двигатель без магнита; на фиг. 15 50 - вид по стрелкам фиг. 49; на фиг. 51 - в двигатель по фиг. 49 поставлен магнит 31; на фиг. 52 - вид по стрелкам фиг. 51; на фиг.53 - вид по стрелкам фиг, 52; на фиг, 54 - вид по стрелкам фиг, 50; на фиг. 55 - рас крой листа при штамповке заготовокдля магнитопровода; на фиг. 56 - четвертый вариант исполнения двигателя в разрезе; на фиг, 57- разрез по стрелкам фиг, 56; на фиг; 58 - другой разрез по стрелкам 56; на фиг. 25 59 - поясняется характер конфигурации пластин второй дополнительной пары для пятого варианта конструктивного исполнения двигателя; на фиг. 60 - пластина иэ первой дополнительной пары; на фиг, 61 -30 пластина иэ основной пары; на фиг, 62 - узел из двух пластин; на фиг. 63 - узел с магнитопроводом; на фиг. 64 - вид по стрелкам фиг, 63; на фиг, 65 - ротор и пластйна второй дополнительной пары в процессе сборки с узлом на фиг, 64; на фиг. 66 - магниты в процессе сборки; на фиг. 67 - двигатель в сборе; на фиг, 68-71 - внешйий вид двигателя; на фиг. 72 - ротор; на фиг. 73 пластин; на фиг. 85 - узел по фиг. 84 с 50 магнитопроводом; на фиг. 86 - узел иэ двух пластин; на фиг. 87 - ротор с опорами качения; на фиг, 88 - узлы по фиг. 85, 86 и 87 в процессе сборки ротора перед фиксацией в корпусе; на фиг, 89 - установкамагнитов в корпусе; на фиг, 90, 91 - устройство после сборки; на фиг. 92 и 93модификация для устройства с особенностями способа; на фиг, 94 - пластина длямодификации по фиг, 92 и 93. 55- разрез двигателя по шестому варианту 40 конструкции; на фиг. 74 - вид по стрелкам фиг. 73; на фиг, 75-.78- внешний вид двига. теля по фиг. 73 и 74; на фиг. 79 - седьмой вариант конструкции двигателя в разрезе;на фиг. 80 - 80 - вид по стрелкам фиг. 79; 45 на фиг, 81- пластина корпусная для восьмого варианта конструкции; на фиг, 82 - другая пластина и на фиг. 83 - третья пластина; на фиг. 84 - узел иэ трех разных В паре одинаковых пластин 1 (например. из латуни) эапресовано по паре одинаковых штифтов 2, Стержневой магнитопровод 3 имеет пару одинаковых полюсных наконечников с диаметральнорасположенными полюсами 4, между которыми установлены одинаковые магниты 5,6, и несет однофазную обмотку управления из согласно включенных катушке 7.Вал 8 установлен своими цапфами вцентральных отверстиях 9 пластин 1 и несет даухполюсный ротор из двух двухзубцовыхчастей 10 и 11.Магниты 5, 6 в первом примере исполнениядвигателя размещены между параллельными торцами немагнитных шайб 12, причем элементами крепежа служат, например, винты 13 и гайки 14, а концы магнитов помещены в сквозных вырезах 15 плат 1,Сборку первого варианта двигателя производят в такой последовательности,В пластины 1 устанавливают штифты 2 (см. фиг. 5, 6). Узел согласно фиг. 5, 6 соединяют с магнитопроводом 3 (см, фиг, 8). причем на магнитопровод уже надеты предварительно катушки 7. Вал 8 устанавливают одной из цапф в центральное отверстие 9 пластины 1 после .того, как части ротора 10 и 11 уже напресованы на вал 8,Другую цапфу вала 8 устанавливают в центральное отверстие 9 другой пластины 1, собирают узлы согласно фиг. 9. Устанавливают магниты 5, 6 и фиксируют элементами поз. 12, 13, 14 взаиморасположение составных частей двигателя.Принцип действия согласно фиг, 10 связан с угловыми соотношениями на фиг. 7. При этом угловая протяженность полюсов у части ротора 10 одинакова с полюсами 4, а у части рбтора 11 составляет вместе с выступом, направленном на фиг, 10 а в сторону наконечников 4 угол в пределах 7/12 + 1/12 л: С возбуждением обмоткой полюсов 4 ротор из частей 10, 11 переходит в новое положение, отрываясь от магнитов 5, 6, После окончания протекания тока - доворот до шага в половину оборота.Особенностью второго варианта конструкции двигателя является оригинальное выполнение корпуса с закрытой полостью за счет наличия дополнительной пары корпусных пластин 16 (фиг,.11, 12, 15. 16), которые установлены перпендикулярно по отношению к плоскости магнитопровода и закреплены своими концами в пазах 17, выполненных в полюсных наконечниках магнитопровода с образованием зубцов 18, 19, 20. Магниты 5 и 6 здесь выполнены иэотропными и квадратными в сечении.5 1785066 6Последовательность сборки второго ва- гайку 14(см. фиг. 38,39 и 40). На второй винтрианта конструкции такова: 13 надевают шайбу 12, пропускают винтШтифты 2 запрессовывают в специаль- сквозь отверстия 26 пластин 1 корпуса, эаные отверстия 21 и 22 пластин 1 корпуса, ворачивают вторую гайку 14 (см. фиг. 42, 33оставляя свободными отверстия 23-26. До 5 и 44).установки магнитов в специальные откры- После контроля качества сборки устатые вырезы 27 и 28 узел из пластины 1 со навливают по второй шайбе 12 на каждыйштифтами 2 устанавливают на магнитопро- . из винтов 13 (см, фиг. 25, 26) и затягиваютвод (см. фиг. 19) с предварительно установ- гайки 14, Двигатель собран,ленной обмоткой 7, при этом штифты 2 10 " В развитие полезных качеств двигателявходят в специальные отверстия 29 и 30 в по третьему варианту в модификации сомагнитопроводе(см. фиг. 19, 21). В вырезы гласно фиг. 45-53 каленый вал 8 выполнен17 между зубцами 18 - 20 магнитопровода заоднострибомЗЗиустановленвкамневых/устанавливают пару прямоугольных пла- часовых опорах 34 и 35; при этом дисковыестин 16 (см. фиг. 17). Устанавливают вал 8 с 15 части 10 и 11 ротора укрепляют на валу,предварительно укрепленными на валу час- например, как показано йа фиг, 46. Дискотями 11; 12 ротора 10 в опору 9 одной из вые части поз, 36 и 37 ротора могут бытьпластин 1. устанавливают вторую пластину выполнены одинаковыми путем штамповки1(см, фиг:16), Устанавливают магнит 5(см. из под одного штампа и развернуты по отфиг. 15), устанавливают магнит 6 (см. фиг. 20 ношению друг к другу на половину оборота11-14). согласно фиг. 47. Целесообразно дисковыеВозможность получить целый спектр части 36 и 37 установйть попарно с разворохарактеристик (см., например, фиг. 22, 23 и том, как показано на фиг, 48, При этом часо 24) беэ извлечения ротора из корпуса - ха- вой редуктор, например, с установленнымирактернйе преимущества .данного вариан в опорах 38, 39 валами 40, 41 и колесами 42,та исполнения двигателя перед двигателем 43. 44 и 45 собран на тех же самых пластипо первому конструктивному варианту. нах-мостах 1, которые укреплены на торцах.Магнит в виде части кольца 31 выпал- магнитопроводаиимеютспециальнйеокнанен,например,вчетвертомвариантейспол, для размещения обмотки 7 с обеспеченения двигателя (фиг, 25 - 54). На 30 ниемтребуемойжесткостипривысокойточмонолитном роторе по фиг. 34 выполнен . ности и технологичности изготовления иуступ 32 на расстоянии от одной до двух сборки такого мотор-редуктора,третей от торца. Угловые соотношения раз- . Особенностью сборки мотор-редукторамеров магнитной системы двигателя пока- пофиг,45-53 являетсято, что ведущийтрибзаны на чертежах, Последовательность 35 33 вводят в зацепление с ведомым колесомсборки двигателя согласно исполнению по 42,часового редуктора и регулируют качест фиг. 25-44 такова: Вырубленные с учетом во зацепления до постановки магнита 31.рационального раскроя согласно фиг,55 ли- затрудняющего такой контроль и регулировсты магнитопроэода собирают на каленых ку,направляющих штифтах 2 в шихтованный 40 В описанном варианте согласно фиг. 28пакетиустанавливаютобмотку(см;фиг. 30). для надежной отработки шага радиальныйПри необходимости возможна калибровка зазор между ротором 10 и магнитом 31 соповерхности наконечников 4 (до или послеставляет от двух до десяти Зазоров"д" межустановки обмотки 7 с учетом. специфиче- ду ротором и наконечником - 4ских условий) с базированием на штифты 45 магнитопровода,при выполнении операции калибровки, Ус- . Рациональный раскрой листов магнитотанавливают магнитопровод на пластину 1 провода статора согласно фиг. 55 повышает(см, фиг. 31-33) с базированием отверстий экономичность изготовления двигателя;21 и 22 на штифты 2. Устанавливают цапфу Особенности сборки четвертого испол вала 8, на котором предварительно укреп нения двигателя по фиг. 56-58 заключаютсялен, например, монолитный ротор 10 со- в том, что в пару одинаковых пластин 1 загласно фиг,.34, в отверстие 9 пластины 1 прессоеываютпо.паре одинаковых штифтовкорпуса, а пластину 16 корпуса устанавли. На штифты одевают дополнительную павают в вырезы 17 (см, фиг. 35, 36). Устанав- ру параллельных магнитопроводу пластинливают вторую цапфу вала 8 в отверстие 9 55 47, Пару разных пластин 1 и 47 ео штифтамивторой пластины 1 корпуса, которую ориен устанавливают на торце магнитопровода.тируют штифтами 2 при установке на торце через полюсные наконечники 4 которогомагнитопровода (см, фиг, 37), В специаль- предварительно надели катушки 7, Регулиные отверстия пластин 1 пропускают винт ровочную шайбу 48 устанавливают на пла 13, устанавливают шайбу 12 и заворачивают стину 47, в гнездо - центральное отверстие1785066 Составитель А,КраснопевцевТехред М.Моргентал Корректор нько акто акаэ 4369 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по иэобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035. Москва, Ж, Раушскал наб., 4/5 роизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 10110 Простоте замены магнитов, их перемаг 20 ничиванию и т.п. способствуют отверстия 56 в пластинах 47,25 стинах составйого корпуса симметричных крайней мере один постоянный магйит, за 30 крепленныйв сквозных вырезах, установтор, опоры вала которого закреплены на35 пластинах, о тл и ц а ю щ и й с я тем, что, с целью упрощения конструкции, повышения наковыми; магнитопровод выполнен с диаметрально расположенными полюсами на 40 наконечниках, а элементы крепления пла 50 ча ю щи й с я гем, что плоские составные частй элементов крейления выполнены в виде шайб 55 крайней мере одной пластиной, установленной перпендикулярно по отношенйю к пло 49 помещают одну опору качения 50 вала Оротора 10, Другую опору 50 йомещают вгнездо 49 другой такой же пластины 1, кудатоже предварительно установили шайбу 48,при этом устанавливают на другом торце 5магнитопровода предварительно собранный другой узел из пластин 1 и 47 фиксируют парой винтов 13 с гайками 14 и шайбами12 (с одного торца) положение ротора свозможностью свободного вращения. Устайавливают впрямоугольные"отверстия впластинах 47 квадратные магниты 5, 6. Фиксируют положение магнитов между парамишайб 12.Соотношение размеров в плане к толщине у квадратных в сечении магнитов 5 и "6 предпочтительно порядка 3; 1,Пятый вариант конструкции (фиг, 59-71)характеризуется тем, что вторая пара дополнительных пластин 51 с магнитами 5 и 6размещена между торцами пластин 47. всквозных прямоугольных вырезах 15 пла-.стин 1.. Здесь же при сборке узел согласно фйг.62 соединяют с магнитопроводом,. на который уже одеты катушки 7 (см; фиг. 63, 64).Устанавливают ротор 10 и пластину 51 (см;фиг. 65): Устанавливают пластину 1, разворачивают пластину 51, вставляют вторуюпластину 51, устанавливают магниты 5 и 6(см. фиг. 66). Фиксируют элементы конструкции винтами 13 и гайками 14 после установки пластины 47 (см. фиг, 67, 68, 69, 70,71). В даййом варианте одинаковые цасти 36и 37 ротора установлени вплотную и с разворотом на полюсное деление (фиг. 72).В шестом варианте конструкции (фиг;73 - 78) одна из корпусных пластин второй: дополнительной пары (поз. 52) выполненаизогнутой (см. фиг. 74).Седьмой вариант конструкции (см. фиг.79,80) характерентем, что корпус снабженвторой дополнительной парой пластин 53,. параллельных магнитопроводу и снабженных вырезами 54 для магнитов, закрытыми 4с внешней стороны по отношению к центральйому отверстию для размещения ротора. Пластины 53 установлены междуторцами основных пластин 1 и магнитопро вода.Процесс сборки устройства согласноседьмому варианту происходит так: В пластины 1, выполненные с центральным отверстием 49 для опор 50 вращениявала 8запрессовывают штифты 2, Из пластин 1, 47и 53 собирают узел по фиг. 84, соединяютего с магнитопроводом (фиг. 85), В гнездо 49в пластине 1 помещают опору качения 50магнйтопроводного вала 8 ротора 10, йа который предварительно напресованы идентичные диски 36 и 37 (части ротора) с взаимным разворотом на величину из полюсногоделения (т.е, на половину оборота),Другую опору кацения 50 помещают втакое же гнездо 49 другой пластины 1, предварительно собранной в узел с пластиной 53 согласно фиг. 86. Устанавливают упомянутый узел на матнитопровад, устанавливают квадратные магниты 5 и 6 (см. фиг, 89) в овальные вырезы 55 пластин 53, устанавливают вторую пластину 47 и фиксируют винтами 13 и гайками 14 элементы конструкцийпо восьмому варианту (см. фиг. 90).Предпочтительно одну пару комплектов элементов крепежа поз. 12, 13, 14 установить до установки магнитов 5 и 6 с соотношением толщины и размера в плане 1: 3; а другую - после установки этих магнитов Формула изобретения1, Шаговый электродвигатель, содержащий установленный на немагнитных плапо крайней мере относительно одной плоскости сймметрии магнитопровод с обмоткой и парой полюсных наконецников, по ленных параллельно л 1 агнитопроводу пластин, конструктивные элементы крепления пластйн магнитопровода, зубчатый ротехнологичности, пластины выполнены одистин включают плоские составные части,размещенные с внешних торцев пластин и служащие для крепления магнитов, размещенных между их параллельными торцами.2. Электродвигатель по и. 1, о тл и ц а ющ и й с я тем, что пластины симметричны в трех взаил 1 но перпендикулярных плоскостях,3. Электродвигатель по пп, 1 и 2, о тл и 4. Электродвигатель по пп. 1-3, о т л й ч аю щ и й с я тем; что корпус снабжен по скости магнитопровода и закрепленной своими концами в пазах, выполненных вполюсных наконечниках магнитопровода.5. Электродвигатель по п,4, о тл ича ю щ и й с я тем, что магнит выполнен в виде части кольца.6. Электродвигатель по пп. 1-3, отл и ч аю щ и й с я тем, что корпус снабжен дополни тельной парой параллельных магнитопроводу пластин, расположенных с внешних торцев основных пластин.7. Электродвигатель по и, 6, о т л и ч а ющ и й с я тем, что корпус снабжен второй 10 парой дополнительных пластин, установ-ленных в перпендикулярной основным пластинам плоскости с размещением концов второй пары дополнительных пластин в тех же пазах основных пластин. в которых раз мещены магниты с образованием закрытой полости для защищенности ротора;8. Электродвигатель по пп. 4-7, о т л и ч аю щ и й с я тем, что по крайней мере одна из пластин, установленных перпендикулярно 20 основным пластинам, выполнена изогнутой,9. Электродвигатель по и. 6, о т л и ч а ющ и й.с я тем, что вырезы для магнитов в основных пластинах корпуса выполнены открытыми с внешней стороны по отношению 25 к центральному отверстию под опоры вращения вала ротора, причем корпус снабжен второй дополнительной парой пластин, параллельных магнитопроводу и снабженных вырезами для магнитов, закрытых с внеш ней стороны по отношению к центральному отверстию.10. Электродвигатель по п.9, о тл и ч аю щ и й с я тем, что корпусные пластины второй дойолнительной пары установлены 35 между торцами магнитопровода и основных пластин и имеют отверстие для размещения ротора,11. Электродвигатель по п.9, о тл и ч аю щ и й с я тем, что корпусные пластины 40 второй дополнительной пары установлены между торцами. основных: пластини первой пары дополнительных пластин и выполнены с овальными вырезами для размещения концов магнитов. 12, Электродвигатель по пп. 1-11, о т л ич а ю щ и й с я тем, что магниты выполненыизотропными.13. Электродвигатель по и. 12, о т л и ч ею щ и й с я тем, что магниты выполнены сквадратным сечением.14, Электродвигатель по пп. 1-13, о т л ич а ю щ и й с я тем, что магниты расположеныпо окружности двухзубцового ротора в секторе угловой протяженности л/3 при такой же угловой протяженности полюсовмагнитопровода, а ротор имеетаксиальносмещенные зубцы угловой протяженностил /3 и угловой протяженности в пределах7/12 й + 1/12 ж,15. Электродвигатель по и. 14, о т л и ч аю щ и й с я тем, что ротор выполнен поменьшей мере из двух двухзубцовых дисковых частей.16. Электродвигатель по и, 15, о т л и ча ю щи й с я тем, что дисковые части роторавыполнены одинаковыми"й развернуты поотношению друг к другу на половину оборота,17. Электродвигатель по пп. 15 и 16, о тл й ч а ю щ и й с я тем, что он снабженведущим колесом часового редуктора, заод-.но с колесом выполнен вал ротора, адискиротора с протяженностью зубцов л/3 и7/12 й+ 1/12 л установлены по разныестороны от ведущего колеса часового редуктора.18. Электродвигатель по пп, 16 и 17, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что одинаковыедисковые части двухзубцового ротора попарно развернуты по отношению друг к другу на половину оборота. 19. Электродвигатель по пп. 5, 12, 14- 18, о тл и ч а ю щи й с я тем, что радиальный зазор между ротором и магнитом составляет от двух до десяти зазоров междуротором й магнитопроводом.