Коммутатор для шагового электродвигателя

М 81278 Нласс 21 с, 46 о 1210, 1774 с, 3 СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕ. В. Гаврилов МУТАТОР ДЛЯ ШАГОВОГО ЭЛЕН аявлено 1 апреля 1948 г, за Ы 379478 в Комитет по изобретениям и открытиям при Совете Министров СССРОпубликовано в Бюллетене изобретенийэ М 4 за 1950 Изобретение касается коммутаторов дляшагового электродвигателя с безобмоточным железным якорем,Прерыватели, применяемые для коммутации щаговых электродвигателей, имеют сущсственныв недостатки.1, контакты прерывателей подверженывибрациям, что приводит к ускоренному износу и обгоранию, уменьшает к,.п.д.двигателя, снижает скорость и вращающий момент. Вибрация контактов прерывателя особенно вредна в оыстроходных двигателях (о 000 обГм 1 гн. и выше).2. Регулировка контактсщ весьма затруднена. Временные параметры прерывателя очень сильно зависят от контактного давления, а также от формы и износа всех деталей прерывателя (кулачков шайоы, самих контактов, контактных пружин п их лапок). Величина перекрытия определяется главным образом сочетанием допусков и для различных двигателей различна.Предлагаемый коммутатор выполняетсяпо типу цилиндрического или дискового коллектора со щетками и своооден от указанных недостатков. Отличительной особенностью коммутатора является наличие в нем контактных пластин в количестве, равном числу полюсов якоря, и трех щеток, из которых средняя чвляется токоподводящей, а крайние приключены к разным обмоткам статора и поочередно подключаются к средней щетке, благодаря чему цепи коммутации проходят через две последовательно включенные щетки.В видоизмененной конструкции коммутатор выполняется неподвижным, а щетки гращающимися, Пластины комютатора разделены на две группы, одна из которых служит для подвода тока, а другая для коммутацпи обмоток статора двигателя.На ф:1 г. 1 пзображен предлагаемый коммутатор; на Фиг. 2 - его электрическая схема включения; на лг. 3 - 7 показаны различные модпФпкацпи подооного коммутатора; на Фиг. 8 - 12 - разтичные модиФпкацпп коммутатора впдо 11 змененной конструкции,На Фпг. 1 схематически представлена конструкция коммутатора с неподвижными угольными пласгпнамп-щетками (0,1 и 2), Коллектор состоит пз двух медных полуцитгндрических пластин-щеток (3) и (4), охватыва 1 ощпх изоляционную втулку (5), насаженную на валдвигателя. Угольные щетки ооычной 1 конструкции прижимаются к цилиндрической поверхности такого коллектора. Шеткп смещены одна относительно другой на 90, Прн вращении вала двигателя вместе с коллектором щетка (О) на пвотяженпп каждой четверти оборота поп;ременно соединяется через соответстгуощуго половину коллектора с пластинами-щетками (1) и (2), чем обеспечивает требуемый процесс коммутации обмоток статора двигателя.Схема подключения такого коммутатора к обмоткам (И 1) и (М 2) шагового двигателя, представленная на Фцг. 2, не требует пояснений.Все три щеткодержателя коммутатора должны быть укреплены на общем еснованц 11, могущем поьорачпваться в некоторых пределах вокруг осц двигателя, Зтим обеспечивается регулировка Фазы установки щеток, Вторым регутировочным параметром кои 1 утатора является установление требуемого давления щеток на коллектор. Оно производится индивидуально для каждой щетки, в зависимости ог конструкции щеткодержателя.Вместо угольных щеток могут быть использованы металлические. Такой коммутатор представлен на Фцг. 3. Щетки (контактные пружины) выполняются из листовой бронзы с массивнымц контактамц, например, из твердого сплава серебра, илн с шариковыми контактами, Контактные п)уж 11 нь 1 могут иметь расщеп и двойные контакты, как это показано на Фиг. 4.Коммутатор может быть выполнон по типу дискового, Коллектор в этом случае имеет Ферму тонкой шацбы, а щетки могут быть пли одностороц (угольные или металлические), нлц двухсторонними (металлнческ 11 е). Такой днсков 1 мй келле 1- тор представлен на Фиг, 5 и 6.Во всех рассмотренных конструкциях коллектора предполагается, что шаговый двигатель имеет двухполюспый якорь. Ыетрудпо видеть, что по тем же принципам могут быть построены коллекторы и для двигателей с многопопосны 1 гп якорями, Так, на Фиг. 7 схематически представлен коммутатор с угольными щетками к двигател 1 о с трехполюсным якорем, Количество секций 1 коллектора должно быть равно числу пол 1 осов якоря двигателя.Вместо неподвижных щеток могут быть применены враща 1 оц 1 цеся, Так, на Фиг. 8 представлен коммутатор, имеющий неподВцзкный цил 11 ндр 11 чесецй коллектор с вра 1 цающимпся угольнызги щетками. Обойма (о) (нз изоляционного материала) наса- кена на вал двигателя. В диаметральном канале обоймы лежат две угольных пластины-щетки (3) и (4), раздвигаемые пружиной (6) и соединенные через нее электрически, Для улучшения контакта щеток между собою внутренняя поверхность канала может быть металлической. Щетки скользят по внутренней цилиндрической поверхности неподвижного коллектора, ооразованной тремя пластинами- щетками (0,1 и 2).По этому же принципу может быть построен коммутатор с металлическими щетками (двухсторонними или одностопонними, с одинарными или двойнйми контактами), Принцип устройства таких коммутаторов представлен на Фиг, 9 - для двигателя с двухпол 1 осным якорем, а на Фиг, 10 - для двигателя с четырехполюсным якорем. В обоих случаях пластина-щетка (0) занимает половину окружности, вторая половина окружности подразделяется на столько частей, сколько полюсов и 11 еет якорь двигателя. Щетка (3) при работе двигателя обеспечивает необходимую кои 1 утацию,На Фиг. 11 представлена конструкция коммутатора с полуколлектором для шаговых двигателей с вращающимися электромагнитами.Характерной особенностью рассмотренных конструкций является то, что цепи ко 1111 утации проходят через две щетки, соединенные последовательно,Повышение надежности кои 1 утации может быть обеспечено применением металлических щеток с дво 11 ны 1 ьи контактами или щеток, охватывающих секцию коммутатора с двух сторон (Фиг. 4, 6, 9, 10 и 11). Могут применяться также сдвоенные щетки, как это показано на Фцг. 12.Рассмотренными примерамп принципиального устройства коелмутаторов к шаговым двигателям не псчерпыва 1 отся все возможные решения. Однако в конкретных случаях применения онн позволяют наметить основы конструкции коммутатора, которая,наеплучшнм образом удовлетворяла бы поставленным требованиям и была свободна от недостатков сущсствующпх конструкций кои 1 угаторов,Предмет изобретения1. коммутатор для шагового электродвигателя с безобмоточным железным якорем, выполненный по типу цилиндрического илп дискового коллектора, на который наложены неподвижные щетки, отличающийсяя тем, что,на коммутаторе расположены изолированные контактные пластины в количестве, равном числу полюсов якоря, служащие для переключения трех щеток, пз которых средняя является токопадводящей, а крайИв приключены к разным обмоткам статора и поочередно подключаются пластинами коммутатора к средней щетке, благодаря чему цепи коммутации проходят через две последовательно включенные щетки.2. Видоизменение коммутатора по п. 1, о т л и ч а ю щ о е с я тем, что контактные пластины неподвижного ком 11 утатора разделены на две группы, занимающие по половине окружности и служащие - одна для подвода тока, а другая для коммутации обмоток статора, осуществляемой.двумя диаметрально расположенными и ыектрически соединенными вращающигиен щетлами. 3. В коммутаторе по пп. 1 и 2 применение двойных щеток, включенных параллельно,