МОДУЛЬ ШАГОВОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ

МОДУЛЬ ШАГОВОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ


RU (11) 2030081 (13) C1

(51) 6 H02K41/03 

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

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

(21) Заявка: 4805802/07 
(22) Дата подачи заявки: 1990.03.26 
(45) Опубликовано: 1995.02.27 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: Авторское свидетельство СССР N 1359864, кл. H 02K 41/03, 1985. 
(71) Заявитель(и): Московский энергетический институт 
(72) Автор(ы): Ивоботенко Б.А.; Луценко В.Е. 
(73) Патентообладатель(и): Ивоботенко Борис Алексеевич; Луценко Виктор Евгеньевич 

(54) МОДУЛЬ ШАГОВОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ 

Использование: в автоматизированных технологических установках. Сущность изобретения: модуль содержит магнитомягкий корпус статора с расточкой в форме усеченной сферы, систему фазных обмоток, оси X, Y, Z которых взаимно перпендикулярны и их точка пересечения находится в центре шарового ротора, представляющего собой двухполюсный магнит и лежащего на магнитомягком ярме. Ротор синхронно с результирующим полем статора совершает вращение, а значит, и качение по опорной поверхности по заданной траектории. 1 з.п. ф-лы, 4 ил. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к электротехнике, в частности к многокоординатным шаговым электродвигателям, и может быть использовано в автоматизированных технологических установках.

Наиболее близким из известных модулей шагового электродвигателя по технической сущности является двигатель, содержащий магнитомягкое ярмо в качестве опорной поверхности, ротор в форме тела вращения и охватывающий его статор с расточкой в форме усеченного тела вращения с размещенными в нем полюсными наконечниками с обмотками на них.

Недостаток этого двигателя - ограниченные функциональные возможности, связанные с перемещением только по плоскости и по одной координате, а также сложностью конструкции ротора, несущего многофазную обмотку и скользящие контакты.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей путем обеспечения точных двухкоординатных перемещений и упрощения конструкции.

Цель достигается тем, что в известном модуле шагового электродвигателя, содержащем магнитомягкое ярмо в качестве опорной поверхности, ротор в форме тела вращения и охватывающий его статор с расточкой в форме усеченного тела вращения с размещенными в нем полюсными наконечниками с обмотками управления на них, ротор выполнен в виде сферического двухполюсного магнита, расточка статора выполнена сферической, а полюсные наконечники в нем расположены по трем взаимно перпендикулярным осям, пересекающимся в центре сферического ротора.

Кроме того, статор жестко связан по крайней мере с двумя статорами идентичных модулей, шаровые роторы которых расположены на общем ярме, образующем опорную поверхность, причем одноименные оси обмоток всех модулей параллельны.

На фиг. 1 и 2 изображен модуль шагового электродвигателя; на фиг. 3 - модуль, статор которого жестко связан с двумя статорами идентичных модулей; на фиг. 4 - схема создания и взаимодействия магнитных полей при работе двигателя.

Модуль шагового электродвигателя содержит магнитомягкий корпус статора 1 с расточкой в форме усеченной сферы, систему фазных обмоток 2 (по оси X), систему обмоток 3 (по оси Y) и обмотку 4 (по оси Z). Оси X, Y, и Z взаимно перпендикулярны и их точка пересечения расположена в центре шарового ротора 5, представляющего собой двухполюсный магнит.

Со стороны усеченной части сферической расточки статора к шаровому ротору примыкает магнитомягкое ярмо 6, поверхность которого представляет опорную поверхность модуля. Шаровой ротор отделен от статора аэростатической опорой. Пути замыкания потоков обмоток 2, обмоток 3 и обмотки 4 показаны пунктиром соответственно X,Y и Z .

На фиг. 3 изображен модуль 11, статор которого жестко соединен с рамой 12, к которой жестко прикреплены статоры идентичных модулей 13 и 14. Все модули опираются на единую опорную поверхность магнитомягкого ярма 15, при этом оси X, Y и Z всех модулей параллельны.

Модуль работает следующим образом.

Для создания результирующего дискретно вращающегося магнитного поля статора (см. фиг. 4) на обмотки статора подается система напряжений

UX = AX sin t;

UY = AY sin t;

UZ = UZm cos t, где AX = Uxm sin t, Ay = Uym cos t и обычно

Uxm = Uym = Uzm.

Результирующий вектор н. с. пульсирующего поля обмоток статора X и Y, перемещающийся в горизонтальной (экваториальной) плоскости с частотой , определяется по величине и положению, как

Ixy = Ixy max ejxy, где

Ixy max= 

xy= arctg Ixm и Iym - амплитуды н.с. фазных обмоток X и Y.

Взаимодействие н. с. Ixy пульсирующего поля обмоток Y и Y с н.с. Iz = Izm cost пульсирующего поля обмотки Z создает вращающееся поле статора в вертикальной (меридиональной) плоскости, положение (широта) которой определяется углом xy, смена положений (широты) частотой , скорость вращения поля частотой . Двухполюсный магнит (ротор) синхронно с результирующим полем статора осуществляет вращение, а значит и качение по опорной поверхности по заданной изменениями xy траекториям.

Дискретное вращение поля осуществляется дискретным изменением токов Iz и Ixy с возможностью прекращения изменения токов в фазах, как это и осуществляется в современных шаговых электроприводах.

Отсутствие проскальзывания при качении ротора и высокая точность перемещения обеспечиваются магнитным притяжением магнитного ротора к магнитомягкому ярму.

Задавая необходимые траектории движения каждому модулю (фиг. 3), получают движение системы жесткосоединенных модулей по трем координатам: вдоль осей X, Y и вокруг оси Z.

В любом варианте состава модулей движение осуществляется как по плоской, так и по криволинейной поверхности.

Таким образом, функциональные возможности существенно расширяются, обеспечивая точное перемещение при движении по двум и трем координатам по поверхности, а также упрощается конструкция ротора. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



1. МОДУЛЬ ШАГОВОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ, содержащий магнитомягкое ярмо в качестве опорной поверхности, ротор в форме тела вращения и охватывающий его статор с расточкой в форме усеченного тела вращения с размещенными в нем полюсными наконечниками с обмотками управления на них, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем обеспечения точных двухкоординатных перемещений и упрощения конструкции, ротор выполнен в виде сферического двухполюсного магнита, расточка статора выполнена сферической, а полюсные наконечники в нем расположены по трем взаимно перпендикулярным осям, пересекающимся в центре сферического ротора.

2. Модуль шагового электродвигателя по п.1, отличающийся тем, что, с целью обеспечения трехкоординатного перемещения по поверхности ярма, его статор снабжен и жестко связан по крайней мере с двумя статорами идентичных модулей, шаровые роторы которых расположены на общем ярме, образующем опорную поверхность, причем одноименные оси обмоток всех модулей параллельны.




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