Многофазный шаговый двигатель гибридного типа

СОЮЗ СОВЕТСКИ КСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ЯО 14264 А 37 О(21) (22) (31) зобрет е от осится к электр енно к многофаэ ен машино ным ша вигате умен ля пу спсль юл. Ф 35 ик Электрвига ности дая ф в фор риров након д с шаго- М,Г,Чили,лектроприв /Под ред. я, 1971, с нногочникиодна лени рен л Я СЬ ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССС ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫ ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН 3810694 24-015. 11,848318187(56) Дискретныйвыми двигателямикина. - М,: Энерг200, рис. 5-19 б. НОГОФАЗНЫЙ ИАГОВЫЙ ДВИГАТЕЛЬНОГО ТИПА ям. Цель изобреассы и габаритов шения эффективего обмотки. Кажимеет обмотку 2 о сечения, центала 1. Полюсные имметричных вставьшение тем пов зования гателя кругло на оси в виде в другураковин 40 и 4 в, наружных полураковин 7 а и 7 Г. Обмотка 2, постоянный Магнит б и каркас 3 составляют статор электродвигателя. Ротор двигателя содержит постоянный магнит 9 и олюсные наконечники в виде полуракоин 5 а и 5 ь, 1 Оа и 10 о, Все части об 1426477мотки 2 благодаря круглому сечению обмотки и полураковин окружены железом, т.е. активны, причем железо находится в самой непосредственной близости к меди обмотки, что повьппает эффективность ее использования. 3 з,п.ф-лы, 3 ил.Изобретение относится к электро-ашиностроению, а именно к многофазщ шаговым двигателям.Цель изобретения - уменьшение масы и габаритов двигателя путем повыения эффективности использования его бмотки.На фиг.1 показан предлагаемый двиатель, продольный разрез; на фиг.2 -ид с торца со снятым держателем подпипника, на фиг.3 - разрез А-А на фиг.1.Шаговый электродвигатель вращения ибридного типа (фиг . 1-3), содержит ве идентичные фазы Б и В, смонтированные на одном валу 1 и смещенные. о углу одна относительно другой известным способом.фаза Б электродвигателя включает в себя обмотку 2 в форме тора круглого сечения, центрированного на оси вала 1. Обмотка 2 защищена снаружи каркасом 3, выполненным из электроизолирующего материала.Две симметричные полураковины 4 а., 4 6 (полюсные наконечники) из магнитного материала вставлены одна в другую и окружаю- обмотку 2 в диаметральной плоскости Р этой последней.Две полураковины 4 а, 4 Ь в собранном состоянии образуют тор, открытый к валу 1 и покрывающий обмотку 2 по" добно тому, как покрышка автомобильной шины покрывает камеру,Две другие полураковины 5 а и 5 В(полюсные наконечники), вставленные одна в другую по диаметральной плоскости Р, расположены в открытой части тора, образованного двумя полураковинами 4 а и 4 Ь, покрывая таким образом часть обмотки 2, направленную к валу 1. Наружная поверхность полураковин 5 а, 5 расположена точно в продолжении полураковин 4 а, 4 таким образом, что все эти полураковины образуют тор, центром которого являетсявал 1. Расположение полураковин 5 а,5 53 по отношению к полураковинам 4 а,4 Ь аналогично расположению обода колеса относительно шины,На фиг,1 и 3 видно, что первичныйузел, образованный обмоткой 2, кар 1 О касом 3, полураковинами 4 а и 4 Ь, связанными с обмоткой 2 посредством каркаса 3, неподвижен и является частьюстатора двигателя.Вторичный узел, образованный полу 15раковинами 5 а, 5 Ь, жестко связан свалом 1, вращается вместе с этим валом 1, и следовательно, является частью ротора двигателя.На фиг. 1 и 3 видно, что один пос 20 тоянный магнит 6 покрывает наружнуюповерхность полураковин 4 а, 4 Ь статора. Этот постоянный магнит Ь, имеющий сечение в форме дуги, может бытьвыполнен из ленты магнитного каучука,длина которой соответствует наружномупериметру полураковин 4 а, 4 Ь, а краяскошены на угол с тем, чтобы примыкать к левой поверхности полураковин.Этот постоянный магнит 6 намагничи 30 вается к центру обмотки 2. Две другие полураковины 7 а, 76(полюсные наконечники), именуемые статорными наружными по отношению к полураковинам 4 а, 4, именуемым статорными внутренними, входят друг в друга все в той же диаметральной плоскости Р и покрывают узел, образованный обмоткой 2, каркасом 3, полураковинами 4 а, 4 и постоянным магнитом 6, причем этот последний связы" вает эти полураковины 7 а, Ъ с полу- раковинами 4 а 1 4 ь. Весь этот узелпредставляет собой статор фазы Б электродвигателя.Отверстие 8, выполненное в полу- раковинах ь и 4 б и в магните 6, позволяет вывести иэ двигателя концы провода (не показаны) обмотки 2,Постоянный магнит 9 также установлен на поверхности полураховин 5 а, 56 именуемых роторными, обращенной к валу 1. Этот магнит 9 также выполнен из ленты магнитного каучука и намагничен, как и магнит 6, к центру обмотки 2.Две другие полураковины 10 а, 1 О (полюсные наконечники), именуемые роторными внутренними по отношению к роторным наружным полураковинам 5 а, 56, вставлены друг в друга также в диаметральной плоскости Р и покрывают узел, образованный магнитом 9 и полураковинами 5 а, 5 В, причем магнит 9 соединяет эти последние с полураковинами 10 а, 10.Через полураковины 10 а, 10 проходит центральное отверстие, в которое вставлен вал 1 двигателя.Вал 1 смонтирован в подшипниках 11, периферийная поверхность которых вставлена в кольцо 12 из немагнитного материала. Кольцо вставлено в по-. лость, выполненную в осевом кольцевом выступе 13 на полураковине 7 аКроме того, на полураковинах 7 а и ь (фиг,2) имеются четыре лапки 14, вписывающиеся в квадрат, описанный относительно диаметра статора, каждая из лапок имеет отверстие, параллельное валу 1, в которое вставлена полая заклепка 15, позволяющая осевое соединение различных полураковин и двух фаз Б и В двигателя и служащая также для крепления последнего.Две фазы В и В (фиг.1) вставлены друг в друга по плоскости Р . Это соединение содержит цилиндрический мост 16, являющийся частью полураковины 75, которая облегчает такую сборку. Цилиндрический мост содержит ориентиры, служащие для обеспечения установки по углу двух фаз Б и В, обеспечивая одновременно хорошую герметичность этого соединения, в результате чего в воздушные зазоры не проникает пыль. Противолежащие концы полураковин 4 а и 5 а с одной стороны и полураковин 4 и 5 Ь с другой стороны находя45 50 55 5 Ь, поток этого магнита выходит исключительно через зубцы 18 полураковины 5 а, расположенной в верхней части фиг . 1 (стрелки) . Оттуда этот потокпроходит к зубцам 17 верхней полураковины 4 а, порождая часть искомоговращающего момента, Тогда постоянныймагнит 6 обращен своим полюсом Я краковинам 4 а, 4 1. Поток должен, сле-.довательно, пройти через постоянныймагнит 6 с тем, чтобы выйти исключительно через зубцы 19 нижней полураковины 6, откуда через зубцы 20 онпроходит в нижнюю полураковину 1 Оь,создавая вторую часть искомого вращася на равном расстоянии от вала 1 иснабжены зубцами 17 и 18 (фиг. и 3) .На конце наружной статорной полураковины 7 а, обращенном к валу 1, гы 5полнены зубцы 19.На конце роторной полураковины10 а напротив статорной полураковины. 7 а выполнены зубцы 20. Такие зуб:.;ы 19и 20 выполнены также на концах полураковин 7 и ОВ, Размеры зубцов 9и 20 идентичны.Цилиндрическая поверхность, накоторой образованы воздушные зазоры,заключенные между зубцами 17, 18 и19, 20, имеет диаметр несколько меньше внутреннего диаметра каркаса 3обмотки 2 с тем, чтобы иметь воэможность собирать отдельно статор и ро 20 тор.На фиг.1-3 обозначено:1 - левый ряд внутренних зазоровмежду полюсными наконечниками 4 а и5,25 1 - правый ряд внутренних зазоровмежду полюсными наконечниками 4 Г и5 сГ;1 - левый ряд внешних зазоровмежду полюсными наконечниками а и30 10 а;14 - правый ряд внешних зазоровмежду полюсными наконечниками Г и10 Г;Ряды 1 .и 1 определяются высту 35 пами 1 7 и 1 8, й ряды 1и 1 4 - выступами 19:.20,Электродвигатель работает следую"щим образом.Когда в обмотку 2 подается питаниезаданного направления, в центре еевозникает поле с направлением Н, например, направленное вверх.Когда постоянный магнит 9 имеетполюс И, смежный с полураковинами 5 а, 1426477ющего момента и возвращается в постонный магнит 9.После обратного возбуждения обмотки, 2 магнитный поток проходит после 5 довательно через .полураковины 5 Ь, 4 Ь, магнит 6, полураковины Ьа, 10 а и в 1 ( ма нит 9, поворачивая в направлении, об атном предыдущему.Толщина полураковин (фиг.1) увели чи ается по мере приближения к валу 1 с тем, чтобы поддерживать в простр стве примерно одинаковое сечение 45 5я круглому .сеБолее того, благо чению обмотки 2 и по зо находится в самой ной близости от меди ураковин, желенепосредственобмотки, в рея к минимумуие и магнитное льтате чего одят 55 магнитное сопроти рассеяние. Наконец магниты 6 и рядом с воздушными зазорасположены ми, ограниж еза.В любой точке магнитна Ь и 9 поле 15 о отки 2 перпендикулярно направлен намагничивания этого магнита и н равлено к одному или другому концу каждого полюсного наконечника ( а, 4 Ь, 5 а, 5 Ь, 7 с, 7 Ь, 10 а, 10 Ь), ограничивающему воздушные зазоры,Такое расположение вызывает соответствующее направление потока, идущ го,от одного или другого входа Бм гиитов, с тем, чтобы он выходил че р з один или другой выход Б диаметрально противоположный входу.В предлагаемой конструкции сущес вуют два устройства направления потка, расположенные последовательно, Зо одно - в статоре, другое - в роторе, и ограничивающие каждое четыре ряда воздушных зазоров на фазу, Эти устройства направления потока управлянтся от одной и той же обмотки 2. каждый воздушный зазор, ограниченный 1 олюсными наконечниками, охвачен двумя постоянными магнитами 6 и 9, расположенными один вверх и другой вниз по ходу потока и принадлежащими один - статору, другой - ротору.Кроме того, все части обмотки 2 окружены железом и, следовательно, активны, тогда, как в случае классической обмотки с вырезами только часть в вырезе является активной, а наружные или боковые части не только не работают полезно, но И порождают ненужные сопротивления.ченными полюсными наконечниками, чтоувеличивает их эффективность. Формула изобретения 1. Многофазный шаговый двигатель гибридного типа, содержащий на фазу первичный элемент, образующий статор, включающий в себя обмотку и постоянный магнит, снабженный на рабочих поверхностях полюсов двумя полюсными наконечниками и вторичный элемент, образующий ротор, вращающийся вокруг вала, способный перемещаться по отношению к первичному элементу, включающий в себя постоянный магнит, рабочие поверхности полюсов которого снабжены двумя полюсными наконечниками, концы которыхнаконечников перви концами полюснь ого элемента оп о ределяют зазоры, так что при этом получается замкнутая магнитная цепь,содержащая постоянные магниты и двазамкнутых зазора, причем постоянныемагниты первичного и вторичного элементов ориентированы так, чтобы полеобмотки соответствуацей фазы былоперпендикулярно направлению их намагниченности и направлено к одному илидругому концу каждого из их полюсныхнаконечников, определяющих зазорытак, что двигатель содержит на фазу подва последовательно расположенныхустройств направления потока, однв первичном элементе, а другое - вовторичном элементе, определяющих четыре ряда зазоров, о т л и ч а ю -щ и й с я тем, что, с целью уменьшения массы и габаритов двигателя путем повышения эффективности использования обмотки, последняя имеет формутора преимущественно круглого сеченияс центром на валу двигателя, причемполюсные наконечники постоянного магнита статора имеют тороидальную форму и охватывают обмотку, как шина охватывает камеру, а полюсные наконечники постоянного магнита ротора имеютпо отношению к обмотке и валу форму,аналогичную форме обода колеса, снабженного шиной, по отношению к камере и оси колеса,2. Двигатель по п,1, о т л и ч аю щ и й с я тем, что каждый полюсныйнаконечник образован двумя полураковинами, вставленными одна в другуюпо диаметральной плоскости тора обмотки.3. Двигатель по п.2, о т л и ч аю щ и й с я ,тем, что внешний диаметр полюсов наконечников магнитов ротора меньше внутреннего диаметра тора обмотки, при этом обмотка снабжена изо 5 лирующим защитным каркасом. 4 . Двигатель по пп.2 и 3, о т л ич а ю и йщ й с я тем, что две внешние 10 полураковины полюсных наконечников постоянного магнита статора, принадлежащие к двум разным фазам, снабжены каждая цилиндрическим выступом для обеспечения правильной сборки этих двух фаз, а две другие внешние полу- раковины этих наконечников, принадлежащие двум фазам, имеют каждая осевуюцилиндрическую поверхность, в которойразмещено немагнитное кольцо, несущее подшипник, который насажен на вал.оставитель З.Горкиехред М.Дидык Корректор В. Бутя Редактор Г.Волкова Заказ 4789/59 6 роизводствеино-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ТиВПИИПИ Госудпо делам113035, Москва,ственного к обретений и -35, Раушск Подписноеитета СССРткрытиинаб д. 4/5