Линейный шаговый электродвигатель

ОБРЕТЕНИ ИСАНИ ЛЬСТ МУ СВИ АВ(54) ЛИНЕЙНДВ ИГАТ ЕЛ Ь(57) Изобретеке и может бавтоматиэироробототехни к ие относится к электротехниыть использовано в системах ванного электропривода, в , гибких автоматических проГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(21) 4455041/07 (22) 06.07.88 (46) 07.08.91, Бюл (71) Московский э (72) Б,А.Ивоботе лявский, Ю,Н,П Д.Р. Кухалаш вил и (53) 621,313.13(08 (56) Авторское св Ф 1581179, кл, Н не Яппи 1669061 А 1 изводствах. Целью является упрощение конструкции, повышение КПД путем повышения стабильности тяговых характеристик во всей рабочей зоне. Электродвигатель содержит беэобмоточный индуктор 1 иэ магнитно-мягкого материала с системой зубцов 2 и подвижный якорь, включающий координатные модули 3, соединенные упругим шарниром 4, создающим их жесткую связь в плоскостях, параллельных поверхности индуктора и возможность взаимного поворота модулей 3 в плоскости, перпендикулярной рабочей поверхности индуктора 1, Шарнир 4 исключает неравномерность рабочего зазора, сохраняя жесткую связь в плоскостях, параллельных поверхности индуктора 1, 6 ил.50 55 Изобретение относится к электротехни. ке и может быть использовано в системах автоматизированного электропривода, в робототехнике, гибких автоматизированных производствах.Целью является упрощение конструкции и повышение КПД путем повышения стабильности тяговых характеристик во всей рабочей зоне.На фиг,1 изображен шаговый электродвигатель (ШД) поступательного перемещения (однокоординатный вариант), общий вид; на фиг.2 - рабочая поверхность якоря ШД, общий вид; на фиг.З - электромагниты якоря; на фиг.4 - шаговый электродвигатель поступательного перемещения (двухкоординатный вариант). общий вид; на фиг,5 - рабочая поверхность якоря двухкоординатного ШД, общий вид; на фиг.6 - зависимость силы притяжения Р 1 якоря к индуктору и силы отталкивания Г 2 воздушной опоры от величины зазора дЭлектродвигатель содержит безобмоточный индуктор 1 из магнитно-мягкого материала, на рабочую поверхность которого нанесена система зубцов 2, и подвижный якорь, включаюьций координатные модули 3, соединенные упругим шарниром 4, например мембраной. Каждый координатный модуль содержит группы зубчатых электромагнитов 5 с фазными обмотками 6 управления, жестко закрепленные в отдельных корпусах 7, Упругий шарнир 4 создает жесткую связь координатных модулей 3 в плоскостях, параллельных поверхности индуктора 1, и создает возможность взаимного поворота модулей 3 в плоскости, перпендикулярной рабочей поверхности индуктора 1.Каждый координатный модуль 3 может содержать группы зубчатых электромагнитов 5 (фиг.З), Группы электромагнитов каж. дого координатного модуля укреплены в отдельных корпусах 8 этого модуля.Двигатель (фиг.1 и 4) работает следующим образом.При подаче упоавляющих сигналов в виде последовательности управляющих импульсов тока Ь определенной частоты, например) ( 1)Т(у):е ф где у = Лу 1(т) - ступенчатая функция времени 1, представляющая собой программный электрический угол;т - число фаз,подвижные якори осуществляют программное перемещение, При этом электродвига 5 10 15 20 30 35 40 тель развивает тяговое электромагнитноеусиление 2 л Фе Фйвт ггде т - полюсное (зубцовое) деление;А 1,Я - переменная и постоянная составляющие магнитной проводимости рабочего зазора;Фв, Фа - магнитные потоки возбужденного и невозбужденного полюсов соответственно.Величины Ф, Фв, А 1. Мо существенно зависят от величины воздушного зазора и находятся в нелинейной зависимости от него, Так, например, при увеличении зазора д, на 20-25 тяговое усилие Г уменьшается на 25-35%, что приводит к соответствующему снижению программных ускорений,Предлагаемая конструкция позволяет каждому координатному модулю 3 адаптироваться к изменениям поверхности индуктора. Механизм адаптации заключается в следующем. За счет взаимодействия сил отталкивания Г (фиг.б), создаваемых воздушной опорой, и сил Р 1 (фиг,6) притяжения, создаваемых потоками электромагнитов координатного модуля, между каждым модулем 3 и индукторов 1 устанавливается стабилизированный воздушный зазор до, так как при увеличении зазора сила притяжения Г 1 возвращает модуль в равновесное положение до, а при уменьшении зазора сила отталкивания Г возвращает модуль в положение до,При резком изменении неплоскостности поверхности индуктора или при отклонении угла между плоскостями индуктора упругие шарниры 4, создающие возможность взаимного поворота модулей в плоскостях, перпендикулярных поверхности индуктора и рассчитанные соответствующим образом, позволяют модулм 3 отслеживать эти изменения, сохраняя неизменным величину зазора до,В то же время, имея максимальную жесткую связь в плоскостях, параллельных поверхности индуктора, модули сохраняют стабильность своих характеристик, а следовательно, и стабильные рабочие свойства электродвигателя,Таким образом, предлагаемая конструкция якоря исключает неравномерность зазора д и, следовательно, такой двигатель имеет стабильные тяговые характеристики, что позволяет обеспечивать заданные характеристики с меньшим энергопотреблением.Формула изобретения Линейный шаговый электродвигатель, содержащий индуктор иэ магнитно-мягкого материала с системой зубцов на поверхности и подвижный якорь с системой электромагнитов с зубчатыми полюсами, жестко соединенных в координатные модули, причем координатные модули соединены между собой шарниром. отл ич а ю щи йс я тем, что, с целью упрощениг. конструхции и повышения КПД путем повышения стабиль.ности тяговых характеристик во всей рабо чей зоне, шарнир выполнен в виде упругойпластины, обеспечивающей взаимный поворот координатных модулей в плоскостях.перпендикулярных поверхности индуктора.1669061 Даг 5 Составитель Л.ШакинаТехред М,Моргентал Корректор М.Максимишинец едактор И.Горна и ГКНТ ССС роизводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, улл агаринэ,Заказ 2659 Тираж 3 ВНИИПИ Государственного коми 113035, МоскПодписноеа по изобретениям и открытиЖ, Раушская наб., 4/5