ШАГОВЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ

ШАГОВЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ


RU (11) 2077108 (13) C1

(51) 6 H02K37/00, H02K7/06 

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

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

(21) Заявка: 94007676/07 
(22) Дата подачи заявки: 1994.03.01 
(45) Опубликовано: 1997.04.10 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: 1. Авторское свидетельство СССР N 1471260, кл. H 02 K 37/00, 1989. 2. Авторское свидетельство СССР N 1141528, кл. H 02 K 37/00, 1985. 3. Авторское свидетельство СССР N 775833, кл. H 02 K 37/00, 1980. 4. Импульсные двигатели в системах автоматики. Обзор / Сост. Лежнев Э.И. Отраслевой научно- технический отдел информации и обобщения. - М.: 1962, с.5 и 6, фиг.2. 
(71) Заявитель(и): Уфимский государственный авиационный технический университет 
(72) Автор(ы): Хайруллин И.Х.; Скуратов С.П.; Хайруллин Т.И. 
(73) Патентообладатель(и): Уфимский государственный авиационный технический университет 

(54) ШАГОВЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ 

Использование: в электромеханических устройствах с дискретным вращением выходного вала в автоматических устройствах и системах. Сущность изобретения: якорь 4 и ярмо электромагнита 1 выполнены в виде многополюсных, соосных, геометрически идентичных элементов, образующих магнитную цепь, разделенную рабочими воздушными зазорами и охватывающую обмотку электромагнита 3. Рабочие воздушные зазоры равномерно распределены по окружности с центром, совпадающим с общей дня ярма 1, якоря 4 и обмотки 3 осью. Ярмо электромагнита 1 установлено в корпусе. Якорь 4 закреплен на валу 5, на конце которого на закрепленной крестовине 8 установлены собачки храповика 9. Соответствующее им храповое колесо 10 закреплено на конце другого вала 11. На валу 11 закреплено второе храповое колесо 12. Его собачки крепятся к корпусу. Валы состыкованы торцами посредством ролика 14, закреплены в подшипниках 15, 16 и 17 и могут проворачиваться один относительно другого. Ярмо электромагнита 1 и якорь 4 механически связаны пружинами. 2 ил. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в электромеханических устройствах с дискретным вращением выходного вала, которые находят широкое применение в автоматических устройствах и системах.

Известен шаговый электродвигатель [1] содержащий основание с установленным на нем электромагнитом, подвижный якорь которого соединен с основанием с помощью упругой системы, храповое колесо, установленное на выходном валу, и собачки прямого и обратного хода, расположенные по отношению к храповому колесу диаметрально противоположно, однако такой двигатель не может развивать высокую мощность и имеет низкий КПД (из-за больших потоков рассеяния).

Известен также шаговый электродвигатель [2] содержащий полый ротор, состоящий из чередующихся ферромагнитных зубьев и немагнитных участков, и статор, состоящий из разделенных немагнитными участками ферромагнитных секций с обмотками и полюсами, расположенными снаружи ротора. Недостатками этой конструкции являются громоздкость и сложность сигнала управления. Кроме того, известен шаговый электродвигатель [3] содержащий два фиксирующих электромагнита, снабженных якорями, один из которых жестко соединен с двумя промежуточными дисками с установленными на них рабочими электромагнитами, а другой жестко соединен с перемещаемым элементом в виде вала и двумя дополнительными дисками, на которых закреплены якоря рабочих электромагнитов, расположенные на радиусах дисков и которые размещены между промежуточными дисками, при этом якоря фиксирующих электромагнитов установлены подвижно в осевом направлении и вокруг оси двигателя. Недостатком конструкции является невысокая мощность.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является шаговый электродвигатель [4] содержащий электромагнит с якорем, якорь и ярмо электромагнита выполнены в виде многополюсных соосных элементов, образующих магнитную цепь, разделенную рабочими воздушными зазорами и охватывающую обмотку электромагнита, при этом рабочие воздушные зазоры равномерно распределены по окружности с центром, совпадающим с общей для ярма, якоря и обмоткой осью, а ярмо электромагнита установлено в корпусе, якорь связан с ярмом упругой связью и закреплены на валу с собачкой храпового механизма на конце, колесо храпового механизма закреплено на конце второго вала, оба вала установлены в подшипниках с возможностью поворота относительно друг друга.

Однако есть обстоятельства, препятствующие достижению желаемого результата, а именно: невысокая мощность электродвигателя, громоздкость конструкции. Задачей, на решение которой напралено изобретение, является увеличение мощности, упрощение конструкции, упрощение сигнала управления за счет изменения геометрической формы ярма электромагнита и якоря и тем самым увеличение суммарной площади сечения полюсов, соосного расположения обработки, ярма и якоря таким образом, что обмотка оказывается охваченной магнитной цепью, образованной ярмом и якорем, и применения двух храповиков. Задача решается тем, что в шаговом электродвигателе, содержащем электромагнит с якорем, якорь и ярмо электромагнита выполнены в виде многополюсных соосных элементов, образующих магнитную цепь, разделенную рабочими воздушными зазорами и охватывающую обмотку электромагнита, при этом рабочие воздушные зазоры равномерно распределены по окружности с центром, совпадающим с общей для ярма, якоря и обмотки осью, а ярмо электромагнита установлено в корпусе, якорь связан с ярмом упругой связью и закреплен на валу с собачкой храпового механизма на конце, колесо храпового механизма закреплено на конце второго вала, оба вала установлены в подшипниках с возможностью поворота относительно друг друга, в отличие от ближайшего аналога первый вал выполнен на конце с крестовиной, на которой закреплена его собачка, второй вал закреплен вторым, закрепленным на нем храповым колесом, собачки которого закреплены на корпусе, валы состыкованы торцами посредством ролика, а якорь и ярмо электромагнита выполнены с прокладками из немагнитного материала.

На фиг.1 изображен описываемый двигатель, продольный разрез; на фиг.2 - вид сбоку с сечением. Шаговый электродвигатель содержит ярмо электромагнита 1, установленное в корпусе, на внутренних полюсах ярма, на втулке 2 установлена обмотка 3, якорь 4, закрепленный на валу 5, одним концом упирающемся в стержень 6 из немагнитного материала, между валом и стержнем в углублении в центре их торцов установлен шарик 7, а на конце вала закреплена крестовина 8, на которой установлены собачки храповика 9, а соответствующее им храповое колесо 10 закреплено на конце другого вала 11, снабженного вторым жестко закрепленным храповым колесом 12, собачки 13 которого крепятся к корпусу, а валы состыкованы торцами, удерживаются от относительного радиального смещения роликом 14 и закреплены в подшипниках 15, 16 и 17, при этом ярмо и якорь механически связаны пружинами 18 и снабжены прокладками 19 из немагнитного материала, толщина которых значительно больше величины рабочего воздушного зазора.

Шаговый электродвигатель работает следующим образом. При подаче напряжения на обмотку электромагнита 3 между полюсами ярма электромагнита 1 и якоря 4 возникают электромагнитные силы. Под действием этих сил якорь 4, вал 5 и соединенный с ним храповым механизмом, состоящим из крестовины 8, собачек храповика 9 и храпового колеса 10, вал 11 поворачивается на угол, соответствующий одному шагу. При этом собачки храповика 13 перескакивают на один зубец храпового колеса 12 и фиксируют в таком положении вал 11, рабочий воздушный зазор сокращается, пружины 17 растягиваются.

При снятии напряжения с обмотки электромагнита 3 электромагнитные силы между полюсами ярма электромагнита 1 и якоря 4 исчезают, пружины 17 сокращаются, якорь 4, вал 5 и крестовина 8 с собачками храповика 9 проворачиваются до упора, обеспечивающего прокладками 18. При этом собачки храповика 9 перескакивают на один зубец храпового колеса 10 и фиксируют вал 5 относительно вала 11 в таком угловом положении, восстанавливается рабочий воздушный зазор, величина которого значительно меньше толщины прокладок 19 из немагнитного материала.

Таким образом, шаговый двигатель устанавливается в исходное состояние, после чего цикл повторяется.

Итак, заявляемый шаговый двигатель позволяет: увеличить мощность; упростить конструкцию; упростить сигнал управления. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



Шаговый электродвигатель, содержащий электромагнит с якорем, якорь и ярмо электромагнита выполнены в виде многополюсных соосных элементов, образующих магнитную цепь, разделенную рабочими воздушными зазорами и охватывающую обмотку электромагнита, при этом рабочие воздушные зазоры равномерно распределены по окружности с центром, совпадающим с общей для ярма, якоря и обмотки осью, а ярмо электромагнита установлено в корпусе, якорь связан с ярмом упругой связью и закреплен на валу с собачкой храпового механизма на конце, колесо храпового механизма закреплено на конце второго вала, оба вала установлены в подшипниках с возможностью поворота относительно друг друга, отличающийся тем, что первый вал выполнен на конце с крестовиной, на которой закреплена его собачка, второй вал снабжен вторым закрепленным на нем храповым колесом, собачки которого закреплены на корпусе, валы состыкованы торцами посредством ролика, а якорь и ярмо электромагнита выполнены с прокладками из немагнитного материала.




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