Шаговый электромагнитный привод (его варианты)

СОЮЗ СОВЕТСКИХСЙИЛСМЕЗИКРЕСПУБЛИН ЗСЮ Н 02 К 33 02 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(56) 1. Авторское свидетельство СССР9 560301, кл.,Н 02 К 33/00, 1975.2, Авторское свидетельство СССР9 452399, кл. Н 02 К 33/02, 1974,3. Авторское свидетельство СССРР 424279, кл. Н 02 К 33/00, 1974(54) ШАГОВЫЙ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ ПРИВОД(57) 1. Шаговый электромагнитный привод, включающий генератор механических колебаний, содержащий электромагнитную катушку, преобразователь колебательного движения -во вращательноеи блок питания, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью упрощения, повышения точности шага и получениявоэможности плавного его регулирова,801062832 А ния и реверсирования, генератор механических колебаний выполнен в видедвух пластин, расположенных в параллельных плоскостях с воэможностьюповорота вокруг нормальной к указанным плоскостям оси и перемещениявдоль нее, причем на одной из пластин установлена катушка, ось которойперпендикулярна нормальной оси, навторой пластине установлены две катушки со,взаимно перпендикулярнымиосями, перпендикулярно нормальнойоси преобразователь выполнен в виденасаженного на вал диска, расположенного между пластинами, причемзазор между боковой поверхностьюдиска и поверхностью ближайшей кнему пластины не превышает величиныхода пластины вдоль нормальной оси,блок питания содержит источник постоянного тока и два источника,сдвинутых по фазе переменных тоководинаковой частоты, причем источникпостоянного тока подключен к катушке первой пластины, а источники переменного тока подключены к катушкевторой пластины,1062832 2. Щаговый электромагнитный привод, включаюций генератор механических колебаниЯ, содержаций электромагнитную катушку, преобразователь колебательного движения во вращательное и блок питания, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, д целью упроще-ния, повышения точности шага и получения возможности плавного его регулирования и реверсирования, генератор механических колебаниЯ выполнен в виде двух пластин, расположенных в параллельных плоскостях с воэможостью поворота вокруг нормальнойукаэанным плоскостям оси и перемещения вдоль нее, на одной иэ пластин установлена катушка, ось которой перпендикулярна нормальной оси, на этой жн пластине установлена и закреплена вторая катушка, ось которой параллельна нормальной оси, на второй пластине установлены и закреплены две катушки со взаимно перпендикулярными осями, причем ось одной катушки перпендикулярна осям катушек первой пластины, а ось второй катушкипараллельна нормальной оси, преобразователь выполнен в виде насажен .ного на вал диска, расположенного между пластинами, причем зазор между боковой поверхностью диска и поверХ- костью ближайшей к нему пластины не превышает величины хода пластины вдоль нормальной оси, блок питания содержит источник постоянного тока и два источника, сдвинутых по фазе переменных токов одинаковой частоты; причем источники переменных токов подключены к катушкам одной пластины, а источник постоянного тока подключен к соединенным между собой катушкам второй пластины. 1Изобретение относится к электротехническому машиностроению и предназначено преимущественно для ис 1 польэования в качестве реверсивногошагового привода с переменным шагом. 5Известны шаговые электромагнитныеприводы, основанные на преобразова. нии колебательного движения во вращательное, использующие возвратнопоступательные или крутильные колебания 13 и ЮУстройства, преобразовывающиевозвратно-поступательные колебания,отличаются сложными механическимиузлами, служащими для преобразованияодного вида движения в другой,Известно устройство содержащеегенератор механических колебаний,3. Шаговый электромагнитный привод, включающий генератор механических колебаний, содержацнй электромагнитную катушку, преобразователь колебательного движения во вращательное и блок питания, о т л и ч а ю ц и й с я тем, что, с целью упрощения, повышения точности шага и получения воэможности плавного его регулирования и реверсирования, генератор механических колебаний выполнен в виде двух пластин, расположенных в параллельных плоскостях с возможностью поворота вокруг нормальной к указанным плоскостям оси и перемецения вдоль нее, на одной иэ пластин установлена катушка, ось которой перпендикулярна нормальной оси, на этой же пластине установлена и закреплена вторая катушка, ось которой перпендикулярна оси первой катушки и нормальной оси, на второй пластине установлен и закреплен постоянный магнит, ось намагниченности кото. рого перпендикулярна нормальной оси, преобразователь выполнен в виде насаженного на вал диска, расположенного между пластинами, причем зазор между боковой поверхностью диска и поверхностью ближайшей к нему пластины не превышает величины хода пластин вдоль нормальной оси, блок питания содержит два источника сдви"нутых по фазе токов одинаковой частоты, подключенных к катушкам. 4, Привод по .оп, 1-3, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения функциональных возможнос" тей, на участках поверхностей пластин в местах касания диска выполнены выступы. 2включающий электромагнитную катушку,преобразователь колебательного движения во вращательное и блок питания,соединенный с катудксФ. Импульсныйток, подаваемый с блока питания накатушку, возбуждая магнитное поле,вызывает возвратно-поступательноедвижение якоря. С якорем жестко связаны ролики, расположенные в косыхпазах корпуса, что приводит к повороту якоря при его поступательномперемещении. Сложное колебательноедвижение якоря преобразуется во вращательное с помощью двух обгонныхмуфт. Величина шага моясет ступенчато1переключаться 3К недостаткам известного устройства относятся сложность механичес 1062832кой части, что приводит к удорожанию его, к появлению люфтов, являющихся причиной низкой точности шага, а также отсутствие возможности реверсирования движения и ступенчатость регулировки величины шага, 5Цель изобретения - упрощение устройства, повышение точности шага путем устранения люфтов, получение возможности реверсирования и плавной регулировки шага привода и, кроме 10 того, снятия вращательного момента с нескольких осей, расположенных на разных уровнях и в разных направления;х.Цель достигается тем, что в шаговом электромагнитном приводе, включающем генератор механических колебаний, содержащий электромагнитную катушку, преобразователь колебательного движения во вращательное и блок питания, катушка установлена и закреплена на одной из двух пластин, расположенных в параллельных плоскостях с возможностью поворота вокруг нормальной оси и перемещения вдоль нее, причем ось катушки перпендикулярна нормальной оси, на второй пластине установлены и закреплены две катушки со взаимно перпендикулярными осями, перпендикулярными нормальной оси, преобразователь выполнен в виде насаженного на вал диска, расположенного либо между пластинами, либо снаружи, причем зазор между боковой поверхностью диска и .поверхностью ближайшей к нему плас- З 5 тины не превышает величины хода пластины вдоль нормальной оси, блок питания содержит источник постоянного тока и два источника, сдвинутых по фазе переменных токов одинаковой 40 частоты, причем источники переменных токов подключены к катушкам одной пластины, а источник постоянного тока подключен к соединенным между собой катушкам второй пластины, 45Цель достигается также тем, что в шаговом электромагнитном приводе, включающем генератор механических колебаний, содержащий электромагнитную катушку, преобразователь колебательного движения во вращательное и блок питания, катушка установлена и закреплена на одной из двух пластин, расположенных в параллельных плоскостях с возможностью поворота вокруг нормальной оси и перемещается вдоль нее, причем ось катушки перпендикулярна нормальной оси, На этой же пластине установлена и закреплена вторая катушка,ось которой перпендикулярна оси первой катушки и нормальной оси, на второй пластине установлен и закреплен постоянный магнит, ось намагниченности которого перпендикулярна нормальной оси, преобразователь выполнен в виде насажен ного на вал диска, расположенноголибо между пластинами, либо снаружи,причем зазор между боковой поверхностью диска и поверхностью ближайшей к нему пластины не превышает величины хода пластин вдоль нормальнойоси; блок питания содержит два источника сдвинутых по фазе токов одинаковой частоты, подключенных к катушкам.Кроме того, в шаговом электромагнитном приводе на пластинах в местахкасания дисков выполнены выступЫ,На фиг, 1 и 2 изображены предлагаемые электромагнитные приводы;на Фиг. 3 - устройство с выполненными на пластинах выступами (катушки не показаны),Устройство (фиг, 1) состоит издвух пластин 1 и 2, расположенныхво взаимно параллельных плоскостях.На первой пластине закреплены двеэлектромагнитные катушки, оси которых взаимно перпендикулярны и перпендикулярны нормальной к пластинамоси. На второй пластине закрепленаодна электромагнитная катушка 3, оськоторой параллельна оси катушки,5.Между пластинами размещен насаженный на вал диск б, диаметр которогоравен расстоянию между пластинамиили несколько меньше его.Устройство работает следующим образом,На катушки 4 и 5 с блока питания(не показан) подаются сдвинутые пофазе переменные токи одинаковой частоты, а на катушку 3 - постоянныйток, Взаимодействие катушек 3 и 4приводит к появлению переменногомомента сил, действующего на катушки и, следовательно, на пластины,Это вызывает вращательные колебанияпластин, Кроме того, за счет градиента напряженности магнитного поля.катушек 3 и 5 между ними будет действовать переменная сила, вызывающая колебательное движение пластинвдоль нормальной осИ. Таким образом,пластины будут совершать сложныекрутильно-поступательные колебания,При этом, за счет сдвига фаз повороту пластин, например, по часовойстрелке будет соответствовать ихсближение, повороту же в противоположную сторону их расхождение. Диаметр диска, расстояние между пластинами, зазор между диском и пластинами, а также амплитуда колебаний подобраны .таким образом, что при сближении пластин они касаются диска, апри расхождении контакт между нимиисчезает, При этом, за счет соответствующей фазировки крутильных и поступательных колебаний диск поворачивается в определенную сторону, вданном случае против часовой стрелки, Устройство может быть выполнено и10 б 2832 ния точности шага верхние катушкиможно питать знакопеременным импульсным током, при этом импульсы должныбыть сдвинуты между собой настолько,чтобы один вид колебаний, например,вращательный, начинался после того,как закончатся переходные процессыв другом виде колебаний. В этомслучае величину шага можно изменятьпутем изменения длительности импульсов,С целью упрощения питания предлагаемые устройства выгодно питать синусоидальным током. Катушки при этомможно непосредственно подключать либо к двум фазам трехфазной сети, либо к однофазной сети, подключая однуиэ катушек через фаэосдвигающий конденсатор, Катушки, питаемые постоян"ным током, подключаются к сети черездиодный мостик.Конструкция привода позволяет получить вращение с нескольких разнонаправленных валов, Для этого междупластинами или с внешней стороныустанавливаются несколько насаженныхна оси дисков, При этом можно получить вращение с разным отношениемщагов, достаточно изменить расстояние от дисков до центра вращенияпластин или выполнить диски с разными диаметрамиЕсли по условиям работы приводанеобходимо, чтобы валы дисков одногодиаметра находились на разной высотелибо валы дисков с разными диаметрами на одной высоте, на пластинах вместах касания дисков выполняют выступы 9 (фиг. 3). ВНИИПИ Филиал каз 10257/"Патент",раж 687 Подписноод,ул.Проектная,4 г,уж Применение изобретения позволит упростить конструкцию шагового электромагнитного привода путем устранения двух обгонных муфт и люфтов, повысить точность шага путем уменьшения количества деталей механической части привода, плавно регулировать шаг путем изменения параметров питающих токов, снимать вращательный момент с нескольких валов разного уровня и направлений.