ШАГОВЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ

ШАГОВЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ


RU (11) 2074489 (13) C1

(51) 6 H02K37/00 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 20.11.2007 - прекратил действие 

--------------------------------------------------------------------------------

(21) Заявка: 94004255/07 
(22) Дата подачи заявки: 1994.02.10 
(45) Опубликовано: 1997.02.27 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: 1. Юферов Ф.М. Электрические машины автоматических устройств. -М.: Высшая школа, 1988, с.348 - 358. 2. Патент РФ N 1820982, кл. H 02K 37/00, 1993. 
(71) Заявитель(и): Лузин Михаил Иванович 
(72) Автор(ы): Лузин Михаил Иванович 
(73) Патентообладатель(и): Лузин Михаил Иванович 

(54) ШАГОВЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ 

Использование: в m-системах автоматики. Сущность изобретения: устройство содержит ротор 1 с равномерно распределенными по окружности зубцами 2 и статор 3 со смещенными относительно друг друга на 1/m зубцового деления ротора m-фазными зонами. Каждая из которых содержит один зубчатый полюс 4 с катушкой фазы обмотки. Катушки четных и нечетных фаз выполнены с противоположным направлением намотки для обеспечения чередования полярности зубчатых полюсов 4. Угол между серединами смежных зубцов смежных зубчатых полюсов a = (n1/m). Импульсы тока поочередно подают по фазам, создавая в статоре 3 вращающееся магнитное поле, которое замыкается через смежные полюса 4 и приводит во вращение ротор 1. 1 ил. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к электротехнике, в частности к шаговым электродвигателям.

Известны шаговые электродвигатели, содержащие зубчатый пассивный ротор, статор с m-фазной обмоткой и смещенными относительно друг друга на I/m-зубцового деления ротора фазными зонами, каждая из которых состоит из диаметрально расположенных зубчатых полюсов, охватываемых катушками фазных обмоток (Юферов Ф. М. Электрические машины автоматических устройств. М. Высшая школа, 1988, с. 348-358).

Основными недостатками таких шаговых двигателей являются сравнительные низкие энергетические и массогабаритные показатели, так как в них значительная часть потока фазы замыкается через диаметрально расположенные полюса, что приводит к повышенным потерям в стали и меди двигателей. Кроме того, из-за сравнительно большого числа зубчатых полюсов, а соответственно и катушек статора, равного 2-m, такие двигатели являются нетехнологичными особенно при малогабаритном исполнении.

Частично указанные недостатки устранены в шаговом электродвигателе, у которого ротор выполнен с нечетным числом зубцов Zp, а статор с числом фазных зон, равным числу фаз m, смещенных относительно друг друга на I/m зубцового деления ротора = 360/Zp, каждая из которых состоит из двух рядом расположенных зубчатых полюсов, охватываемых последовательно встречно соединенными между собой катушками фазы, при этом угол между серединами крайних смежных зубцов этих двух зубчатых полюсов = mn, а угол между серединами смежных зубцов зубчатых полюсов соседних фазных зон b = (m/2k+1), где n и k любые целые числа, не равные 0 (патент РФ N 1820982, кл. Н 02 К 37/00, 1993).

В таком шаговом двигателе, благодаря замыканию потока фазы через смежные зубчатые полюса, значительно уменьшаются потери в стали и меди и соответственно повышаются его энергетические и массогабаритные показатели. Однако число зубчатых полюсов и катушек статора остается равным 2m, поэтому при малогабаритном исполнении такие двигатели являются также нетехнологичными.

Цель изобретения устранение указанного недостатка, т. е. повышение технологичности изготовления шагового электродвигателя, а также частоты его приемистости.

Цель достигается тем, что шаговый электродвигатель, содержащий ротор с нечетным числом зубцов Zp и статор с m-фазными зонами, смещенными относительно друг друга на I/m-зубцового деления ротора , где m число фаз, равное четному числу, и обмотку статора, каждая катушка которой охватывает зубчатый полюс статора, выполнен с одним зубчатым полюсом в фазной зоне, причем катушки нечетных и четных фаз выполнены с различными направлением намотки для обеспечения чередования полярности зубчатых полюсов статора, а величина угла между серединами зубцов смежных зубчатых полюсов = (n1/m), где n любое целое число, не равное 0.

На чертеже изображена принципиальная конструктивная схема предлагаемого шагового двигателя с числом фаз m, равным 6.

Шестифазный шаговый электродвигатель содержит пассивный ротор 1, выполненный из листовой электротехнической стали с равномерно распределенными по окружности зубцами 2, число которых равно 25; статор 3, выполненный также из листовой электротехнической стали со смещенными относительно друг друга на 1/m зубцового деления ротора , т. е. на 1/6360o/25 2,4o, фазными зонами, каждая из которых содержит один зубчатый полюс 4, выполненный с тремя зубцами 5, шестифазную обмотку статора, каждая фаза которой состоит из одной катушки 6, причем катушки нечетных фаз А, С и Е (см. графические материалы) имеют одно направление намотки, а катушки четных фаз В, D и F - противоположное для обеспечения чередования полярности зубчатых полюсов 4. Величина угла между серединами смежных зубцов смежных зубчатых полюсов = (n1/m) = 360/25(2+1/6)=31,2. Значение коэффициента и принято равным 2 для увеличения ширины пазов между зубчатыми полюсами 4, а соответственно для облегчения укладки катушек 6 в пазы статора.

Шаговый электродвигатель работает следующим образом.

Одна клемма блока управления (на графических материалах не приведен) подключена к общей для всех фаз точек 0, а по фазам А, В, С, D, E и F (поочередно) пропускается пульсирующий ток, создавая в статоре 3 катушками 6 вращающееся магнитное поле, которое замыкается через смежные полюса 4 и приводит во вращение ротор 1.

Благодаря своим отличительным признакам предлагаемый шаговый двигатель может быть выполнен с вдвое меньшим, чем в известных двигателях, числом зубчатых полюсов и катушек, что значительно упрощает технологию его изготовления, так как операция выполнения и укладки катушек в пазы статора является наиболее трудоемкой. При этом с уменьшением вдвое числа зубчатых полюсов статора появляется возможность значительного уменьшения диаметра его расточки, а соответственно уменьшения момента инерции ротора и повышения приемистости шагового двигателя, т. е. достигается такое же увеличение приемистости, как и при двухпакетном исполнении двигателя, которое связано с большими технологическими трудностями.

При этом в таком шаговом двигателе (также, как и в прототипе) обеспечиваются высокие энергетические и массогабаритные показатели, так как магнитный поток замыкается также через смежные зубчатые полюса. Наличие же одностороннего тяжения не влияет не долговечность подшипников ротора, потому что в двигателях малого габарита величина одностороннего тяжения по крайней мере на порядок меньше допустимой радиальной нагрузки на подшипники.

Предлагаемый шаговый двигатель может быть выполнен с активным ротором, состоящим из двух, смещенных относительно друг друга на 0,5 зубцового деления ротора половин, между которыми установлен кольцевой магнит, намагниченный в аксиальном направлении, а статор установлен в магнитопроводном корпусе. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



Шаговый электродвигатель, содержащий ротор с нечетным числом зубцов и статор с m-фазными зонами, смещенными относительно друг друга на 1/m зубцового деления ротора где m число фаз, равное четному числу, и обмотку статора, каждая катушка которой охватывает зубчатый полюс статора, отличающийся тем, что он выполнен с одним зубчатым полюсом в фазной зоне, причем катушки нечетных и четных фаз выполнены с противоположным направлением намотки, а величина угла между серединами зубцов смежных зубчатых полюсов

a = (n1/m),

где n любое целое число, не равное 0.




ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал
Электроника и электротехника




СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "И" означает, что будут найдены только те страници, где встречается каждое из ключевых слов. При использовании режима "или" результатом поиска будут все страници, где встречается хотя бы одно ключевое слово.

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+автомобильная -сигнализация".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "датчик" будут найдены слова "датчик", "датчики" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу ("датчик!").


Металлоискатели и металлодетекторы | Электронные устройства охраны и сигнализации | Электронные устройства систем связи | Приемные и передающие антенны | Электротехнические и радиотехнические контрольно-измерительные приборы и способы электроизмерений | Электронные устройства пуска, управления и защиты электродвигателей постоянного и переменного тока | Электродвигатели постоянного и переменного тока | Магниты и электромагниты | Кабельно-проводниковые и сверхпроводниковые изделия


Рейтинг@Mail.ru