Линейный шаговый электродвигатель

(51) 5 37 Е ОБРЕ АВТ Р КО ТРО строе- инейгана. гатель и сто 1 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР ВИДЕТЕЛЬ ТВУ(54) ЛИНЕЙНЫЙ ШАГОВЫЙ ЗЛЕДВИГАТЕЛЬ(57) Использование; в злектромашинонии, в частности, для управляемого лного перемещения рабочего орСущность изобретения: электродвисодержит цилиндрические тяговый 1 омагниты 8 и 9, якорь, выполдвух магнитопроводящих ци, соосно соединенных а котором установлена с возремещения магнитопроводя. Между торцами втулки и ановлены возвратные пружиоверхности магнитопроводов ктромагнитов и на поверхноцилиндра 2 выполнены попеы. Изобретение позволяет ектроуправляемое перемещеух направлениях с повышен- и усилиями, обусловленными электродвигателя, 1 з. п,ф.порные электр ненный в виде линдров 2 и стержнем 4, н можностью пе щая втулка 5 цилиндров уст ныби 7.Нап стопорных эле сти втулки 5 и речные зубц обеспечить эл ние якоря в дв ными тяговым конструкцией лы,2 ил,Изобретение относится к области электротехники, а именно к электромагнитныммеханизмам.Известен электромагнитный линейныйдвигатель, содержащий подвижный цилиндрический электромагнит с якорем, перемещающимся внутри него в осевомнаправлении, подвижный ограничитель перемещения и два стопорных устройства,обеспечивающих независимую фиксациюякоря и ограничителя перемещения,Недостатком этои кОнструкции являются однонаправлейность действия, невозможность освобождения якоря отфиксирующих воздействий стопоров, неимеющих внешнего управления, а также подвижность Обмотки электромагнита,Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является линейный шаговый двигатель,цилиндрический статор которого содержитдве системы обмоток, одна из которых обеспечивает при импульсе тока перемещениебезобмоточного якоря и связанной с ним засчет магнитных.сил тяги, а другая - удерживает тягу после перемещения ее на заданный шаг.После обесточивания обмотки, обеспечивающей перемещение, при котором сжимается возвратная пружина, последняя,разжимаясь, отталкивает якорь в исходноеположение. Далее процесс может повторяться.Недостатками известной конструкцииявляются однонаправленность действия ималое тяговое усилие из-за незначительныхсил стопорения на поверхности тяги.Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем обеспечения управляемого перемещения в двухнаправлениях и повышение тягового усилия,Дополнительная цель - обеспечение управления обратным ходом без воздействиявнешней силы,Поставленная цель достигается тем, чтостатор линейного шагового двигателя снаб жен дополнительным стопорным электромагнитом, а якорь - дополнительнойвозвратной пружиной, причем, якорь выполнен в виде двух магнитопроводящих цилиндров, соосно соединенных стержнем, накотором установлена с возможностью перемещения вдоль него магнитопроводящаявтулка, которая предназначена для взаимодействия с одним из стопорных электоомагнитов, а возвратные пружины установленымежду торцами втулки и цилиндров, причем, на взаимодействующих поверхностях,одного из цилиндров якоря и магнитопрово 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 да одного стопорного электромагнита, втулки и другого стопорного электромагнита, - выполнены поперечные зубцы, а внутренние поверхности магнитопровода тягового электромагнита сопряжены с гладкими частями поверхности втулки и другого цилиндра.Дополнительная цель реализуется за счет того, что линейный шаговый двигатель снабжен вторым тяговым электромагнитом, расположенным по другую сторону стопор- ного электромагнита втулки, причем, гладкие поверхности втулки и цилиндров сопряжены с магнитопроводом тяговых электромагнитов,На фиг.1 и 2 представлены варианты предлагаемого линейного шагового электродвигателя, (и родол ьн ый разрез).Линейный шаговый электродвигатель см, фиг,1) содержит цилиндрический тяговый электромагнит 1, якорь которого состоит из двух магнитопроводящих цилиндров 2 и 3, соединенных стержнем 4, на котором установлена магнитопроводящая втулка 5. Втулка может перемещаться на стержне в осЕвом направлении и удерживается в исходном состоянии, обеспечивающем необходимые зазоры б 1,и б 2, с помощью утопленных возвратных пружин 6 и 7. Втулка якоря и его остальная часть, связанная с нагрузкой, могут независимо фиксироваться с помощью стопорных электромагнитов 8 и 9 соответственно.Магнитный поток стопорного электромагнита замыкается через сопряженные поверхности, выполненные в виде поперечных кольцевых или винтовых зубцов, и обеспечивает их взаимную фиксацию в положении, при котором выступающие зубцы подвижной и неподвижной частей совпадают.Зазор О 4 в магнитопроводе тягового электромагнита 1 перекрывается через цилиндр и втулку якоря с образующимся между ними шаговым зазором б 1. Зазор б 2 определяет шаг возврата,Шаг поперечныхзубцов стопорных электромагнитов бз равен меньшему из шагов тягового электромагнита б 1 или возврата б 2, кратных или равных между собой,Электродвигатель работает следующим образом.Подачей напряжения на обмотку стопорного электромагнита 8 фиксируется положение втулки якоря, затем подается напряжение на обмотку тягового электромагнита 1, который втягивает цилиндр 3 якоря на величину зазора б 1, передвигая одновременно через стержень 4 цилиндр 2. После подачи напряжения на обмотку стопорного электромагнита 9, фиксирующегоновое положение якоря, снимается напряжение с электромагнитов 1 и 8, Под действием пружины 7 втулка 5 передвигается и восстанавливается зазор б.Далее цикл может повторяться до тех пор, пока шаговый зазор б остается в пределах зазора тягового электромагнита б 1.Управляемое обратное движение якоря осуществляется под действием внешней возвратной силы, например, пружины, следующим образом.Фиксируется втулка 5 якоря стопорным электромагнитом 8 и обесточивается стопсрный электромагнит 9, в результате чего якорь передвигается на величину зазора бг, Новое положение якоря вновь фиксируется электромагнитом 9, после чего обесточивается электромагнит 8. Освобожденная втулка якоря передвигается под действием пружины 6, восстанавливая зазор бг.Далее процесс может повторяться.Неуправляемый возврат якоря может быть выполнен обесточиванием всех обмоток,Электродвигатель, представленный на фиг.2, отличается от рассмотренного наличием второго тягового электромагнита 10, который передвигает якорь в направлении обратном движению, вызванному электромагнитом 1. Этим достигается активное шаговое перемещение якоря в двух направлениях. Движение в одном из них обеспечивается электромагнитами 1, 8 и 9 при обесточенном электромагните 10, Движение в обратную сторону выполняется электромагнитами 10, 8 и 9 при обесточенном электромагните 1. Формула изобретения 1. Линейный шаговый электродвигатель, содержащий цилиндрический статор, включающий тяговый и стопорный электро магниты, установленные соосно, подвижный якорь, возвратную пружину, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем обеспечения управляемого перемещения в двух 10 направлениях и повышения тягового усилия, статор снабжен дополнительным стопорным электромагнитом, а якорь - дополнительной возвратной пружиной, причем якорь выполнен в виде двух магни топроводящих цилиндров, соосно соединенных стержнем, на котором установлена с возможностью перемещения вдоль него магнитопроводящая втулка, и редназначенная для взаимодействия с одним из стопор ных электромагнитов, а возвратныепружины установлены между торцами втулки и цилиндров якоря и магнитопровода одного стопорного электромагнита втулки и другого стопорного электромагнита выпол нены поперечные зубцы, а внутренние поверхности магнитопровода тягового электромагнита сопряжены с гладкими частями поверхности втулки и другого цилиндра.30 2. Электродвигатель по п.1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью обеспечения управления обратным ходом без внешнего воздействия, он снабжен вторым тяговым электромагнитом, расположенным по дру гую сторону стопорного электромагнитавтулки, причем гладкие части поверхности втулки и цилиндров сопряжены с магнитопроводами тяговых электромагнитов.1767639 Составитель М,БодикТехред М,Моргентал Корректор М.Тка Редактор Т.Ив оизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 10 Заказ 3556 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ С 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5