ШАГОВЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ

ШАГОВЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ


RU (11) 2030067 (13) C1

(51) 6 H02K37/00 

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

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

(21) Заявка: 4367361/07 
(22) Дата подачи заявки: 1988.01.26 
(45) Опубликовано: 1995.02.27 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: Авторское свидетельство СССР N 1487133, кл. H 02K 37/00, 1982. 
(71) Заявитель(и): Краснопевцев Александр Иванович 
(72) Автор(ы): Краснопевцев Александр Иванович 
(73) Патентообладатель(и): Краснопевцев Александр Иванович 

(54) ШАГОВЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ 

Использование: в дискретном электроприводе. Сущность изобретения: устройство содержит статор из двух идентичных магнитопроводящих пластин в виде частей кольца с катушками обмотки управления. Одна пластина выполнена в виде одной части кольца и имеет на концах полюса 41, а другая пластина выполнена в виде другой части кольца и имеет на концах полюса 42. Между полюсами 41 и 42 размещены идентичные постоянные магниты 5. Полюса 41 и 42 симметричны относительно плоскости симметрии 6 магнитов 5, перпендикулярной оси вращения ротора 1. Дискретное однонаправленное вращение ротора обеспечивается подачей разнополярных импульсов. Изобретение обеспечивает повышение надежности и КПД путем уравновешивания аксиальных магнитных тяжений и сокращения средней длины витка обмотки управления с увеличением ее эффективной длины. 1 з.п. ф-лы, 8 ил. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в дискретном электроприводе.

Известен шаговый двигатель, содержащий статор и зубчатый ротор. Статор выполнен из двух идентичных магнитопроводящих пластин в виде частей кольца с полюсами на концах, выполненными заодно с пластинами. Между пластинами установлены постоянные магниты. Обмотка управления охватывает пластины. Плоский зубчатый ротор установлен с торцовым зазором относительно магнитопроводящих пластин.

Целью изобретения является повышение надежности и КПД путем уравновешивания аксиальных магнитных тяжений и уменьшения средней длины витка обмотки управления с увеличением ее эффективной длины.

Поставленная цель достигается тем, что в шаговом двигателе пластины статора развернуты относительно друг друга на 180о так, что полюса противостоящих пластин размещены относительно друг друга симметрично относительно плоскости симметрии ротора, перпендикулярной его оси, а магнит выполнен в виде двух частей, размещенных между полюсами разных пластин, при этом обмотка управления выполнена в виде двух частей, согласно включенных и охватывающих каждая одну пластину статора.

На фиг. 1 представлен двигатель, вид сверху; на фиг.2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг.3 - соотношение угловых размеров зубцов ротора и пластин магнитопровода; на фиг. 4 - принципиальная схема конструкции двигателя, вид сверху; на фиг.5 - разрез Б-Б на фиг.2; на фиг.6-8 - принцип действия двигателя.

Вокруг плоского зубчатого ротора 1 установлен магнитопровод, выполненный в виде двух идентичных пластин 2 в виде частей кольца 31 и 32 с полюсами 41 и 42 на концах, выполненных заодно с пластинами. Между полюсами 41 и 42 разных пластин 2 размещены идентичные магниты 5.

Пластины 2 развернуты относительно друг друга на 180о так, что полюса 41 и 42 противостоящих пластин 2 размещены относительно друг друга симметрично относительно плоскости симметрично 6 ротора 1, перпендикулярной его оси. Обмотка управления выполнена в виде двух катушек 7 и 8, согласно включенных и охватывающих каждая одну пластину 2.

Для фиксации положения ротора 1 при обесточенных катушках 7 и 8 на полюсах 41 и 42 выполнены пазы 9, а на зубцах ротора 1 выполнены вырезы 10 (фиг.1).

Между идентичными пластинами 2 магнитопровода, одна из которых объединяет элементы 41 и 31, а другая - элементы 42 и 32, размещены немагнитные платы 11 и 12 с отверстиями 13 для размещения вала 14, установленного на подшипниках 15 и 16. Магнитопровод может быть зафиксирован, например, при помощи конструкционных элементов 17 и 18 (колонки, штифты и т.п.) из немагнитного материала.

Двигатель работает следующим образом.

При отсутствии тока в катушках 7 и 8 зубцы ротора 1 занимают положение согласно фиг.6 благодаря взаимодействию пазов 9 на статоре и вырезов 10 на роторе.

С поступлением импульса тока определенной полярности на зубцы ротора 1 начинает действовать активный момент благодаря воздействию МДС катушек 7 и 8 F7 и F8 с магнитным потоком магнитов 5 в зазоре полюсов 41 и 42. Под действием этого момента ротор поворачивается в положение согласно фиг.7, а после окончания тока под действием реактивного момента доворачивается до положения согласно фиг.8, завершая, таким образом, шаг, равный /3.

С поступлением нового импульса (фиг.8) вновь возникает активный момент М и ротор совершает другой шаг в том же направлении.

Последовательная подача разнополярных импульсов обеспечивает дискретное перемещение вала с указанным шагом.

Направление вращения ротора - одностороннее и определяется взаимным положением вырезов 10 и пазов 9. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



1. ШАГОВЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ, содержащий статор из двух идентичных магнитопроводящих пластин в виде части кольца с полюсами на концах, выполненными заодно с пластинами, между пластинами установлен постоянный магнит, а обмотка управления охватывает пластины, плоский зубчатый ротор установлен с торцевым зазором относительно магнитопроводящих пластин, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и КПД путем уравновешивания аксиальных магнитных тяжений и уменьшения средней длины витка обмотки управления с увеличением ее эффективной длины, пластины статора развернуты одна относительно другой на 180o так, что полюса противостоящих пластин размещены одна относительно другой симметрично относительно плоскости симметрии ротора, перпендикулярной к его оси, а магнит выполнен в виде двух идентичных частей, размещенных между полюсами разных пластин, при этом обмотка управления выполнена в виде двух катушек, согласно включенных и охватывающих каждая одну пластину статора.

2. Электродвигатель по п. 1, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД, оси обеих катушек управления размещены в плоскости симметрии ротора, перпендикулярной к его оси, а полюса статора выполнены отогнутыми параллельно его пластинам.