Линейный шаговый электродвигатель

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 4 Н 02 К 41/03 ПИСАН И БРЕТЕНИ ЛЬСТ с ф ГОСУДАРСТВЕНКЫИ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИ ВТОРСНОМУ СВИ(54) ЛИНЕЙНЫЙ ШАГОВЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ(57) Изобретение относится к электротехнике, к линейному шаговому приводу. Цель состоит в уменьшении массыи габаритов и увеличении быстродействия. Двигатель содержит подвижный безобмоточный зубчатый вторичный элемент и неподвижный статор, состоящийиз двух сердечников 2 и 3 с полюсами4-7, на которых сформированы зубцы 8с зубцовым делением, равным зубцовомуделению вторичного элемента. Зубцыкрайних полюсов 4 и 7 сдвинуты отно-сительно зубцов вторичного элементана 1/2 зубцового деления, а зубцы соседних центральных полюсов 5 и 6сдвинуты на 1/4 зубцового деления.Обмотки управления 9-11 размещены впротиволежащих пазах между зубчатымиполюсами, принадлежащими разным сердечникам, и охватывают вторичный эле.мент. Число витков всех обмоток одинаково. Витки имеют одно направлениенамотки. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.Изобретение относится к электротехнике, в частности к линейным шаговнм электродвигателям, и может бытьиспользовано для поступательного перемещения подвижного элемента.Цель изобретения - уменьшениемассы и габаритов электродвигателя иувеличение его быстродействия.На фиг.1 представлен предлагаемыйэлектродвигатель, общий вид, аксонометрия; на фиг.2 - вариант двигателяс цилиндрическим рабочим зазором,продольный разрез; на фиг.3 - вариант двигателя с взаимосвязанными об.мотками; на фиг.4 - диаграмма напряжений обмоток двигателя.Двигатель (фиг.1) содержит подвижный безобмоточный зубчатый вторичныйэлемент 1, выполненный из ферромагнитного материала, и неподвижныйстатор, состоящий из двух ферромагнитных сердечников 2 и 3 с полюсами4-7. На полюсах сердечников сформированы зубцы 8,.зубцовое деление которых равно зубцовому делению вторичного элемента. Зубцовые зоны соседних крайних полюсов двигателя ориентированы относительно зубцов вторичного элемента с разницей на Т электрических градусов, т.е. со сдвигомна 1/2 зубцового деления, Зубцовыезоны соседних центральных полюсовимеют разницу ориентации Т/2 электрических градусов или 1/4 зубцового деления. В пазах сердечников между полюсами расположены обмотки 9-11 управления двигателя. Числа витковвсех обмоток одинаковы и они имеютодно направление намотки. Обмотки охватывают вторичный элемент двигателя,расположенный между сердечникамистатора на опорах (не показаны), обеспечивающих стабильную величину зазора между зубцами полюсов сердечникови вторичного элемента. Двигатель может быть снабжен опорами качения илиаэростатическими.Двигатель (фиг.2) имеет цилиндрический вторичный элемент 1 с зубцамив виде кольцевых выступов и цилиндрический статор 2 с кольцевыми полюсами 4-7, снабженными кольцевыми зубцами 8. В кольцевых проточках между по-люсами расположены кольцевые обмотки559-11.Двигатель (фиг.3) отличается отдвигателей на фиг.1 и 2 наличием расщепленной на две катушки обмотки 10,число витков каждой катушки равно числу витков обмоток 9 и 10, Выводы катушек обмотки 10 соединены с выводами обмоток 9 и 11 через диоды, так что конец каждой катушки соединен с началом одной из обмоток, а катоды - с началами катушек.Электродвигатель работает следующим образом.Подача положительных напряжений на обмотки 9 и 11 при обесточенной обмотке 10 вызывает магнитные потокиобмоток, которые складываются в полюсах 4 и 7 и вычитаются в полюсах 5 и б. При этом полюса 4 и 7 взаимодействия возбужценных зубцов якоря ииндуктора приходят в среднее положение между положениями их совмещенияс зубцами полюсов 4 и 7 соответственно, что соответствует максимальноймагнитной проводимости цепи магнитного потока возбужденных полюсов. Подача положительного напряжения на обмотки 11 и 10 вызывает магнитные потоки, которые складываются в полюсах4,5 и 7 и вычитаются в полюсе 6. Одновременно отрицательное напряжение на обмотке 9 вызывает МДС, препятствующую проникновению магнитного потока в полюс 4. Таким образом, возбуждаются полюса 5 и 7, вторичный элемент переходит в новое положение, соответствующее среднему положениюмежду положениями совпадения его зубцов с зубцами полюсов 5 и 7 соответственно, т.е. совершает шаг.Следующий шаг двигатель отрабатывает при подаче положительного напряжения двойной амплитуды на обмотку 10 и отрицательного напряжения на обмотки 9 и 11. При этом последние создают МДС, препятствующие проникновению магнитного потока в полюса 4 и 7, и магнитный поток обмотки 1 О возбуждает полюса 5 и 6. Очереднойшаг двигатель совершает при возбуждении полюсов 4 и б, для чего на обмотки 9 и 10 подают положительное напряжение, а на обмотку 11 отрицательное.Периодическое повторение указанного цикла возбуждения полюсов в последовательности 4,7 - 5,7 - 5,6 - 4,6 4,7 приводит к непрерывному перемещению вторичного элемента. Возбуждения полюсов в последовательности4,7 - 4,6 - 5,6 - 5,7 - 4,7 вызываетнепрерывное перемещение вторичногоэлемента в обратном направлении.з13652Двигатель (фиг.З) позволяет работать от упрощенной схемы управления.Положительное или отрицательное напряжение подают только на обмотки 9 и 11. Диоды разрешают подачу напряжения на каждую катушку обмотки 1 О при отрицательном напряжении на соответствующих крайних обмотках. Если напряжение на крайних обмотках положи тельны, обе катушки обмотки 10 обесточены.Двигатель позволяет уменьшить массу активных материалов статора за счет уменьшения массы обмоток по 15 сравнению с известным электродвигателем, а при подвижном первичном элементе статоре) увеличить быстродействие за счет снижения массы подвижньв частей. 20 Формула изобретения1. Линейный шаговый электродвигатель, содержащий безобмоточный ферромагнитный вторичный элемент, по дли,не которого выполнены поперечные па зы, и статор, состоящий из двух рас 79положенных по разные стороны вторичного элемента сердечников с четырьмя зубчатыми полюсами и обмотками управления каждый, о т л и ч а ю щ и й - с я тем, что, с целью уменьшения массы, габаритов и увеличения быстродействия электродвигателя, обмотки размещены в противолежащих пазах между зубчатыми полюсами, принадлежащими разным сердечникам, и охватывают якорь.2. Электродвигатель по п.1, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью упрощения схемы управления, он снабжен двумя диодами, обмотка средней пары противолежащих пазов выполнена из двух катушек, число витков каждой из которых равно числу витков остальных обмоток, причем конец каждой катушки соединен соответственно с началом одной из обмоток, начало данной катушки соединено с концом той же обмотки через диод, аноды диодов связаны с концами обмоток, а катоды - с началами катушек.1365279 о щ Фиг. Нонеро Возбужденныс лолюсощиг. 4 оставитель З.Горинехред М.Дидык ректор С.Черн едактор И.Горная Заказ 6652 по130354/ ское предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная,зводственно-полиг Тираж 665 осударствен лам изобре Москва, ЖПодписи го комитета ССС ний и открытий Раушская наб.,