ШАГОВЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ

ШАГОВЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ


RU (11) 2031523 (13) C1

(51) 6 H02K37/00 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 26.12.2008 - прекратил действие 

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

(21) Заявка: 4903890/07 
(22) Дата подачи заявки: 1991.01.21 
(45) Опубликовано: 1995.03.20 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: 1. Авторское свидетельство СССР N 453855, кл. H 02K 37/00, 1971. 2. Авторское свидетельство СССР N 1141528, кл. H 02K 37/00, 1984. 
(71) Заявитель(и): Институт горного дела СО РАН 
(72) Автор(ы): Теребенин М.А.; Нейман В.Ю.; Малинин В.И. 
(73) Патентообладатель(и): Институт горного дела СО РАН 

(54) ШАГОВЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ 

Использование: в шаговом электроприводе различных производственных механизмов, а также в безредукторных электроприводах роботов и манипуляторах. Сущность изобретения: в шаговом электродвигателе, содержащем полый ротор, состоящий из чередующихся ферромагнитных зубьев и немагнитных вставок, и статор, состоящий из разделенных немагнитными участками ферромагнитных секций с обмотками и полюсами, обращенными к ротору, между полюсами каждой ферромагнитной секции статора расположены по окружности ферромагнитные зубцы, чередующиеся с немагнитными вставками, число которых на единицу больше числа ферромагнитных зубцов. Угловые протяженности зубцов статора и немагнитных вставок статора соответственно равны угловым протяженностям зубцов и немагнитных вставок ротора, причем угловые протяженности немагнитной вставки, ферромагнитного зубца и полюса секции статора, а также число магнитных зубцов секции статора и число зубцовых делений ротора связаны соотношениями, приведенными в описании. 1 ил. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к электромашиностроению, а именно к шаговым электродвигателям, и может быть использовано в шаговом электроприводе различных производственных механизмов, а также в безредукторных электроприводах роботов и манипуляторов преимущественно для осуществления дискретного вращательного движения.

Известен электрический шаговый двигатель, содержащий полый ферромагнитный ротор и статор, состоящий из разделенных немагнитными участками ферромагнитных секций с обмотками. Полый ротор образован аксиально расположенными ферромагнитными зубцами, консольно закрепленными на торцовой поверхности диска. Статор состоит из U-образных магнитопроводов с обмотками и зубчатыми полюсами, примыкающими к наружной и внутренней поверхностям полого ротора [1].

Однако такой двигатель имеет малую величину удельного электромагнитного момента.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является шаговый электродвигатель, содержащий полый ротор, состоящий из чередующихся ферромагнитных зубьев и немагнитных участков, и статор, состоящий из разделенных немагнитными участками ферромагнитных секций с обмотками и полюсами, расположенных снаружи и внутри ротора, причем ширина зубьев ротора, расстояние между ними, ширина полюсов секции статора и расстояние между полюсами равны [2].

Недостатком такого двигателя является малая величина удельного электромагнитного момента.

Цель изобретения - повышение удельного электромагнитного момента двигателя.

Цель достигается тем, что в шаговом электродвигателе, содержащем полый ротор, состоящий из чередующихся ферромагнитных зубьев и немагнитных вставок, и статор, состоящий из разделенных немагнитными участками ферромагнитных секций с обмотками и полюсами, обращенными к ротору, между полюсами каждой ферромагнитной секции статора расположены ферромагнитные зубцы, чередующиеся вдоль окружности ротора с немагнитными вставками, число которых на единицу больше числа ферромагнитных зубцов, угловая протяженность ферромагнитных зубцов и немагнитных вставок статора равна соответственно угловой протяженности зубцов и немагнитных вставок ротора, причем угловые протяженности немагнитной вставки, ферромагнитного зубца и полюса секции статора, а также число магнитных зубцов секции статора и число зубцовых делений ротора связаны соотношениями:

= ( - )

N = mM(n - + 1+ K) где m - число фаз статора;

n - число магнитных зубцов между полюсами одной секции статора;

М - число секций фазы статора;

N - число зубцовых делений ротора;

К = 0,1,2,... - целое число зубцовых делений между секциями фаз статора;

- угловая протяженность полюса секции статора;

- угловая протяженность ферромагнитного зубца;

- угловая протяженность немагнитной вставки.

На чертеже представлена конструктивная схема трехфазного шагового электродвигателя, фазы которого имеют одну секцию, и схема замыкания магнитного потока.

Шаговый электродвигатель содержит немагнитный корпус 1, в котором расположены секции фаз A,B и С статора, включающие соответственно П-образные магнитопроводы 2-4 с обмотками возбуждения 5,6; 7,8 и 9,10. Между полюсами каждой секции расположены чередующиеся вдоль окружности ротора немагнитные вставки 11 и магнитные зубцы 12 статора.

Ротор состоит из чередующихся немагнитных вставок 13 и магнитных зубцов 14. Угловая протяженность немагнитных вставок и угловая протяженность магнитных зубцов статора соответственно равны угловой протяженности немагнитных вставок и зубцов ротора. Угловая протяженность полюса секции статора составляет

= ( - )

Магнитопровод секции фазы B имеет угловой сдвиг относительно фазы A на 1/3 зубцового деления, и магнитопровод фазы С имеет угловой сдвиг относительно фазы A на 2/3 зубцового деления . Двигатель может иметь m фаз, каждая из которых может состоять из М секций.

Двигатель работает следующим образом.

При подключении катушек 5,6 фазы A к источнику питания возникает магнитный поток Ф, который последовательно замыкается через рабочие воздушные зазоры между зубцами ротора 14 и зубцами 12 и полюсами статора. Под действием электромагнитного момента ротор займет положение, когда его зубцы 14 под фазой A будут соосны немагнитным вставкам 11 статора секции фазы A. При этом угловое перемещение ротора, т.е. шаг двигателя равен



При последовательной коммутации фаз осуществляется вращение ротора в направлении, определяемом очередностью включения фаз.

Предлагаемый двигатель характеризуется повышенным удельным электромагнитным моментом, так как наличие нескольких последовательно расположенных рабочих воздушных зазоров снижает начальную магнитную проводимость эквивалентного рабочего воздушного зазора и уменьшает насыщение стали. При этом снижется постоянная составляющая магнитного потока в магнитной системе, а переменная составляющая увеличивается. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



ШАГОВЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ, содержащий полый ротор, состоящий из чередующихся ферромагнитных зубьев и немагнитных вставок, и статор, состоящий из разделенных немагнитными участками ферромагнитных секций с обмотками и полюсами, обращенными к ротору, отличающийся тем, что, с целью повышения удельного электромагнитного момента, между полюсами каждой ферромагнитной секции статора расположены по окружности ферромагнитные зубцы, чередующиеся с немагнитными вставками, число которых на единицу больше числа ферромагнитных зубцов, угловая протяженность ферромагнитных зубцов статора и немагнитных вставок статора равна соответственно угловой протяженности зубцов и немагнитных вставок ротора, причем угловые протяженности немагнитной вставки, ферромагнитного зубца и полюса секции статора, а также число магнитных зубцов секции статора и число зубцовых делений ротора связаны соотношениями





где m - число фаз статора;

n - число магнитных зубцов между полюсами одной секции;

M - число секций фазы статора;

N - число зубцовых делений ротора;

K = 0,1,2... - целое число зубцовых делений между секциями фаз статора;

- угловая протяженность полюса секции статора;

b - угловая протяженность ферромагнитного зубца;

g - угловая протяженность немагнитной вставки.




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