Однофазный шаговый электродвигатель. Шаговый двигатель однофазный

Однофазный шаговый двигатель

ОЛИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскиз

Сациалистическик

Республик

Зависимое от авт. свидетельства ¹

Заявлено 04Х!1.1968 (¹ 1253835/24-7) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 22.IX.1969. Бюллетень № 29

Дата опубликования описания 6.II.1970

Комитет ло делам изобретений и открытий лри Совете Министров

СССР

Авторы изобретения

Б. А. Ивоботенко, Э. А. Лодочников и И. М. Палий

Заявитель

ОДНОФАЗНЬ1Й ШАГОВЬIЙ ДВИГАТЕЛЬ шагом. Одна группа зубцов имеет такой же шаг, как и на полюсах 2 и 3, и совпадает по фазе с одним нз них, например с полюсом 2, а другая группа — шаг в два раза меньший

5 и сдвинута относительно первой группы на

45 эл. град. (1!; зубцового деления ротора).

Такая структура зубцовой зоны обеспечивает создание в обесточенном двигателе синхронизирующего момента, содержащего пер10 вую и вторую гармоники и имеющего благодаря этому неодинаковые зоны и амплитуды положительного и отрицательного синхронизирующего момента. Включение рабочей обмотки приводит к измененгпо полярности пер15 вой гармоники момента, что создает пусковой момент и обеспечивает поворот ротора.

20 Однофазный шаговый двигатель с зубчатым ферромагнитным ротором н статором с тремя зубчатыми полюсами, между которыми расположены два постоянных магнита и катушка, а зубцы на полюсе, заключенном между

25 постоянными магнитами, имеют вдвое меньший шаг, чем у остальных полюсов, отличиюи1ийся тем, что, с целью упрощения управляющего устройства путем обеспечения .возможности управления однополярнымн импуль30 сами постоянного тока, на полюсе с меньшим

Извесгны однофазные шаговые двигатели с зубчатым ферромагнитным ротором и статором с тремя зубчатыми полюсами, между которыми расположены два постоянных магнита и катушка, а зубцы IHB полюсе, заклю ченном мея

Основным условием работы таких двигателей является изменение полярности поля.

В предлагаемом двигателе на полюсе с меньшим зубцовым шагом выполнены дополнительные зубцы, шаг которых равен шагу зубцов на остальных полюсах, а фаза совпадает с фазой одного из них.

Такое выполнение двигателя позволяет упростить управляющее устройство путем обеспечения возможности управления однополярными импульсами постоянного тока.

На чертеже представлен описываемый двигатель, поперечный разрез.

Двигатель состоит из зубчатого ферромагнитного ротора 1, статора с тремя полюсами

2 — 4, два из которых 2 и 8 намагничены постоянными магнитами 5 с одной полярностью и имеюг зубцы с шагом, равным зубцовому шагу ротора, и взаимный сдвиг, равный половине зубцового шага. Между ними на ярме расположена рабочая обмотка 6. Третий полюс 4 намагннчен с обратной полярностью и имеет две группы зубцoR с разным зубцовым

Предмет изобретения

252451 (оставитс.ll; 3. Горняк

Редактор А. Ю. Пейсоченко Терре Л. A. Камышннкова Корректор T, A. Абрамова

Заказ 160 9 Тираж 480 Подиисиое

1ЯНИИПИ Комитета по деля..i изооретсиий и открытий ири Сонете Министров СССР

Москва )К-35, 1за шская lleá., д. 4 5

Тииография, ир. С >ие»ова, 2 зубцовым шагом выполнены дополнительные зубцы, шаг которых равен шагу зубцов на остальпы.; полюсак, а фаза совпадает с фазой одного из ни.:.

www.findpatent.ru

Однофазный шаговый двигатель

В.А.Денисов, Ю.С.Жильцов, В.В.Кузьмин, Е.Ф.Кулевская и З.Д.Новаковс ф-, (72} Авторы изобретения

Ордена Ленина 1-ый Московский часовой завод им. С.М.Кирова (7I) Заявитель (5") ОДНОФАЗНЫЙ ШАГОВЫЙ ДВИГАТЕЛЬ

Изобретение относится к электротехнике, в частности к шаговым электродвигателям, которые находят широкое применение в электроприводе, например, приборов времени.

Известны однофазные шаговые двигатели, содержащие ротор с двухполюсным постоянным магнитом, статор с сердечником, несущим обмотку управления к имеющим два полюсных. наконечника, образующих неравномерный воздушный зазор с поверхностью ротора ОЗ

Однако неравномерный воздушный зазор между статором и ротором усложняет конструкцию двигателя и приводит к большому разбросу его характеристик.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является однофазный шаговый двигатель, состоящий из статора, имеющего ферромагнитный сердечник с обмоткой управления и двумя полюсными наконечниками и ротора с цилиндрическим двухполюсным постоянным магнитом (2). Однако этот двигатель из-за наличия пластины, располагаемой на полюсных наконечниках, имеет сравнительно сложную технологию изготовлерия,сложную конфигурацию поверхностей, образующих рабочий зазор, и одностороннее тяжение ротора.

1О

Цель изобретения " упрощение технологии изготовления двигателя и повышение его надежности.

Цель достигается тем, что двигатель снабжен пружинящим разрезным кольцом, установленным между полюсными наконечниками и ротором, причем кольцо выполнено из ферромагнитного материала и имеет два радиальных или осевых выступа.. гв

На фиг..3 приведен предлагаемый двигатель в изометрии, общий вид; на фиг. 2 - варианты выполнения пружинящих колец.

936260 4

Двигатель имеет полюсные наконеч- Подача ники 1 и 2, соединенные се еч- Подача следующего импульса тока сердечником 3, противоположной пол

6 4 П 4 люсные наконечники 1 и 2 ку вновь соз здает условия для повои охватывают рота ротора в том ж цилиндрический двухполюсный и а в том же направлении на

ый постоян- угол, близкий к 180 ныи магнит 5, закрепленный на валу ты

Далее цикл раборотора. а валу ты двигателя начинает повторяться.

Между полюсными наконечниками 1 и

Таким образом за сч ет наличия

2 и магнитом 5 в напряженном с пружинящего коль а " ц 6 не требуются деом состоя- тали крепления эл нии установлено пружинящее элемент, обеспечиваюкольцо 6. разрезное !о ий щ " асимметрию магнитной цепи, что

На. Фиг. 2 приведены вариант упрощает технологию с" борки описываемополнения этого коль а: баты ис- го двигателя я, обеспечивается частота ца: а - кольцо его сбо ки и с радиальными выступами, 66 и бвр и устраняется односторонкольца с выступами выполненны нее тяжение рото а в

У енными в !з равлении что р продольном напосевом направлении ° енны, что в совокупности повышаДвигатель работает следующим об- в ет его надежность по с ав р нению с изразом. им о - вестными двигателями.

При.обесточенной обмотке 4 магнит

Формула изобретения

5, а следовательно и ротор ориентируется по оси максимальной

zo Одно ьазный ф " шаговыи двигатель, сосой магнит- тоящий из ста ои — щ " з статора, имеющего ферромагпос о ого ar a 5 которая за ния и в мя и счет выступов на коль е 6 и двумя полюсными наконечниками, це не совпада- и ротора с илин и ет с осью симметрии полюсных с цилиндрическим двухполюснечников 1 и 2. сных нако- zg ным сных — постоянным магнитом, о т л и—

Относительное смещение указан и . ч а ю шийся тем что, с целью осей обеспечивает и ск анных уп о ени двигателя и и о нов у р щ ия технологии изготовления двигателю и заданное направление ателя при одновременном повышевращения ротора при подаче и нии его на ежно т е импульса з ня им д ости, он снабжен пружитока в его обмотк к к у к концу импульса " ным меж по о щ разрезным кольцом, установленмагнит 5 занимает пол между полюсными наконечниками и оложение, при ко- ротором и ич то ом ось намагничивания магнита 5 ерр

Ферромагнитного материала и имеет два рии полюсных наконечников 1 и 2, а радиальных или осевых выступа. их полярность протиВоположна. В и омеИсточники информации, ж утке между импульсами ротор вновь 1, CIIN II 3991332 wa 310 49 ваюа его максимальную магнитную про- 2 3 ия о еспечи- 1976. водимость для потока магнита 5 аявка ФРГ Р 2« 6 ита . кл. Н 02 К 37/00, 1978.

559 . у

936260

Составитель З.Горник

Техред Е. Харитончик Корректор Н.Стец

Редактор И.Митровка

I филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Закаэ 4242/67 Тираж 721 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб.; д. 4/5

www.findpatent.ru

Однофазный шаговый двигатель ир-360

РЕСПУБЛИК (si)5 Н 02 К 37/00 госудлРственный комитет

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3970598/07. 3970590/07 (22) 26.08.85 (46) 07.03.92. Бюл. М 9 (75) А.И. Крас йопевцев (53) 621.313.13(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1377978, кл. Н 02 К 37/00, 1984. (54) ОДНОФАЗНЫЙ ШАГОВЫЙ ДВИГА-.

ТЕЛЬ ИР-360 (57) Изобретение относится к дискретному приводу, преимущественно для прибороввремени. Цель — упрощение конструкции и повышение технологичности изготовления..

На магнитных платах укреплены пластины магнитопровода статора со стержнями и полюеными наконечниками, к торцам которых примыкают магниты, имеющие по крайней мере один полюсный наконечник.

Изобретение относится к области электротехники, дискретному приводу., в частности к мостовым индукторно-реактивным двигателям для часов и им подобных приборов с шагом в полный оборот вала.

Цель изобретения — упрощение конструкции и повышение технологичности изготовления однофазного шагового двигателя.

На фиг.1 показан двигатель, продольный разрез; на фиг.2 — разрез А-А на фиг.1: на фиг.3 — разрез — Б-Б на фиг,2; на фйг.4— двигатель, вид сбоку со стороны ротора; на фиг.5 и 6-го же, вид влево по стрелкам фигА; на фиг.7 — разрез В-В на фиг.1;.на фиг.8-11 — ротор двигателя; на фиг.12 — схема действия двигателя; на фиг.13-17- схемы действия двигателя для его модификаций с отклонением от средних угловых размеров, указанных на фиг.12; на фиг.18 — разрез в

„„ Ц,, 1718344 А1

Ротор выполнен в виде одной детали. Зубцы образованы выступами и вырезами в детали ротора. При поступлении в обмотку управления импульса определенной полярности происходит поворот ротора под действием вращающего момента от взаимодействия магнитного потока обмотки управления с магнитным потоком от постоянных магнитов в такое положение, где зубцы стремятся повернуть ротор под действием реактивного момента. При этом ротор совершает шаг 2 л . Сборка упрощена за счет выполнения ротора в виде одной детали, а магнитопровода статора — в виде пластин, уложенных друг на друга. 4 з.п, ф-лы, фиг,23. плоскости симметрии осей обмотки управления и ротора для другого варианта исполнения двигателя; на фиг.19 — разрез à — Г на фиг,18; на фиг.20 — разрез D-D на фиг.19; на фиг.21 — разрез Е-Е на фиг.18; на фиг.22— разрез Ж вЂ” Ж на фиг.3; на фиг;23 — конструкция ротора во взаимосвязи с полюсами статора и наконечником магнитов.

На немагнитных платах 1 и 12 (например, из латуни, пластмассы или бронзографита) укреплены Г-образные пластины магнитопровода 21 и 22, имеющие стержни

3> и 32 и полюсные наконечники 41 и 42. К торцам наконечников 4 примыкают магниты

51 и 52 с наконечниками 61 и 62. Обмотка 7 укреплена на стержнях 31 и 32 магнитопровода.

Центральное отверстие 8 в снабженном цилиндрическими поверхностями 9 роторе

1718344

40 откуда на последнем этапе (изображение 45

10 предназначено для установки вала с трибом.

Между краями зубцов в отверстиях наконечников 61 и 62 предусмотрены специальные фиксирующие вырезы 11, которые взаимодействуют с крайними зубцами ротора 10> и 10з, конфигурация которого детально охарактеризована на фиг;8-11.

В. варианте конструкции по фиг.18-23 пластина магнитопровода 2 выполнена Тобразной, а пластина 22 — П-образной. Концы стержней 12 и 13 у П-образной пластины

2z прилегают к торцам поперечины 14 Т-образной пластины.

Средний стержень 3 Т-образной пластины установлен напротив промежутка между параллельными стержнями П-образной пластины. Магниты 51 и 52 прилегают к торцам параллельных стержней 12 и 13 П-образной пластины. Фиксирующие полюса 15 и 16 ротора 10 установлены с одного конца, выполненного заодно с валом 17 ротора. Один. из подшипников 18 вала 17ротора размещен между фиксирующими полюсами 15 и

16 и первым из полюсов 19 ротора. Для упрощения сборки и эксплуатации использованы немагнитные конструктивные детали 20 — 24.

При отсутствии тока в обмотке 7 ротор

10 под действием реактивного момента фиксации занимает такое положение, которое показано в верхней части фиг.12a — 17а, При поступлении в обмотку 7 импульса определенной полярности (одинаковой) происходит доворот среднего зубца ротора

102 в положение по фиг.12б — 17б — под действием активного вращающего момента от взаимодействия МДС обмотки 7 управле-. ния и поляризующего .потока постоянных магнитов 51 и 52, Из положенйя по фиг.12б —. 17б крайний зубец 10з с большей. угловой протяженностью стремится повернуть ротор под действием реактивного момента (фиг.12б — 17б, вид справа) в положение по фиг.12в — 17в, фиг.12s — 17в,вид слева) шаг завершается под действием реактивного момента, обусловленного крайним зубцов 10> с меньшей угловой протяженностью. Таким образом, шаг всегда равен полному обороту ротора.

Срабатывание возможно от импульсов только одной полярности, что обеспечивает повышенную помехозащищенность.

Магнитная цепь магнитов 5l и 52 при повброте ротора 10 не разрывается, поскольку крайние зубцы 101 и 10з ротора выполнены лишь напротив части поверхности отверстия в наконечниках 6l и 62 (или выступов в отверстиях наконечников 6 и 62).

Поэтому данный двигатель органически сочетает преимущества шагового двигателя с мостовой схемой построения магнитной системы (индукторного) и реактивного шагового двигателя. При этом магниты, в отличие от известных технических решений, участвуют в создании активного вращающего момента только при поступлении импульсов одной полярности, что является важной особенностью данной конструкции.

Упрощение конструкции и повышение технологичности изготовления и сборки обеспечивается уменьшением номенклатуры составных частей магнитопроводящих элементов статора до двух единиц при упрощении формы деталей.

Формула изобретения

1. Однофазный шаговый двигатель, содержащий явнополюсный статор с магнитопроводом, включающим охваченный обмоткой управления стержень, два постоянных магнита, имеющих по крайней мере один полюсный наконечник с выступом, фиксирующим ротор с тремя аксимально смещенными полюсами, один из которых установлен с радиальным зазором относительно магнитопровода обмотки, а два других являются фиксирующими и установлены с радиальным зазором относительно выступа полюсного наконечника магнитов, причем угловая протяженность одного из фиксирующих полюсов ротора равна, а у другого — больше угловой протяженности выступа полюсного наконечника постоянных магнитов, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции и повышения технологичности изготовления, прилегающий к торцам обоих магнитов магнитопровод обмотки управления выполнен в виде двух прилегающих торцами пластин, на каждой из которых выполнено по одному полюсу, полюсный наконечник магнитов BblflollHBH с отверстием, на внутренней поверхности которого. выполнен фиксирующий выступ, а ротор выполнен в виде ступенчатого цилиндрического тела с образующими полюса вырезами в нем, причем плоскость, пересекающая середину одного из полюсов ротора и перпендикулярная к оси его вращения, проходит между торцами охватывающих упомянутый полюс ротора с разных сторон двух пластин магнитоп ро вода.

2. Двигатель по п.1, отл ича ю щийся тем, что одна из пластин магнитопровода. выполнена Т-образной, а другая — П-образной, на среднем стержне T-образной пластины размещена обмотка, пластины установлены так, что концы стержней у Побразной пластины прилегают к торцам по1718344 перечины Т-образной пластины, средний стержень T-образной пластины установлен напротив промежутка между параллельными стержнями П-образной пластины, магниты прилегают к торцам параллельных стержней П-образной пластины, фиксирующие полюса ротора установлены с одного конца, выполненного за одно с валом ротора, один из подшипников вала-ротора размещен между фиксирующими полюсами и первым иэ полюсов ротора.

3. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что обе пластины магнитопровода выполнены одинаковыми и Г-образными и развернуты одна относительно другой на 180О и их стержни установлены с прилеганием своими торцами и образуют несущий обмотку сердечник магнитопровода, а их короткие стороны, параллельные стержням, заканчиваются полюсами статора, каждый из магнитов установлен между торцами одного из наконечников магнита и короткой стороны одной из Г-образной пластин, 4. Двигатель по пЗ. отл и ча ю щи йс я

5 тем, что ротор выполнен с двумя цилиндрическими поверхностями, которые помеще,ны в отверстиях плат из немагнитного антифрикционного материала, причем упомянутые платы установлены между торцами

10 полюсных наконечников Г-образных пластин магнитопровода и наконечников магнитов. а каждая цилиндрическая поверхность-опора вращения ротора размещена между одним из расположенных по. концам ротора фиксиру15 ющих полюсов и средним полюсом.

5, Двигатель по пп.З и 4, о т л и ч а юшийся тем, что ротор выполнен с центральным отверстием для обеспечения возможности установки в него соединенного с

20 трибом вала.

1718344. 1718344

ЮХ-. 085П

1118344

ra> б2

102 ф2

703 .

62 й/г. 17 Ь (Фу) ФслЫнае

nonme ue малл

ЯР (Л/ФХ) (з

pius) @Р) ®4

Урф/

@us

Ладан импульс

1ф (я (Х) ю,,()

Еаю а ака уже не

4zPi)

1L3i

О/УХ) p j я;аелиЬаму ражт 0ь

ops) аФ!

fif

Щ

Падан

@ ) CZ

/Х) Урс-дкЬпму в г, 70) ra, cxuAve

Юг

rx) реагл

%г

Фу

1718344

6йг Я лщюгеьые

А игп аюув у,к.г Hem

А, x)

%М

ПОЛОЖРИИЮ

ЖР) ю

ФФх) рсулю

//АХ) а

РФ / Ф

1718344

i0

@g

Фиг 77

1718344

1718344

1718344

Составитель А. Краснопевцев

Редактор В, Бугренкова Техред М,Моргентал Корректор С. Шевкун

Заказ 888 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

www.findpatent.ru

Однофазный шаговый двигатель

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)з Н 02 К 37/00

ГОСУДАРCTВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3584973/24-07 (22) 1,5.02.83 (46) 30,12.90, Бюл. ¹ 48 (71) Челябинский политехнический институт им, Ленинского комсомола и 2-й Московский часовой завод (72) А.С.Важенин и В.К.Король (53) 621.313.13-133.3 (088,8) (56) Патент ФРГ № 2857221, кл. Н 02 К 37/00, 1976.

Авторское свидетельство СССР

¹ 978283, кл. Н 02 К 37/00, 1978. (54)(57) ОДНОФАЗНЫЙ ШАГОВЬ!Й ДВИГАТЕЛЬ, содержащий активный цилиндрический ротор в виде двухполюсного

Изобретение относится к электротехнике, е частности к однофазным шаговым двигателям, которые находят широкое применение в дискретном электроприводе.

Известен однофазный шаговый двигатель, содержащий цилиндрический двухполюсный ротор и статор в виде П-образного магнитопровода с полюсами и обмоткой управления. Полюса имеют магнитную несимметрию за счет прорезей, сформулированных на их поверхности.

Недостатком двигателя является большой эквивалентный воздушный зазор,определяемый технологией производства полюсов, и е результате низкий КПД двигателя.

Наиболее близким к изобретению является однофазный шаговый двигатель, содержащий активный цилиндрический ротор в виде двухполюсного постоянного магнита и статор с магнитопроводом из магнитомяг„„Я „„1617555 А1 постоянного магнита и статор с магнитопроводом из магнитомягкого материала, несущим обмотку управления и имеющим полюса с несимметрией, образованной закрепленной на их боковой поверхности пла.стиной с эллиптическим отверстием, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения

КПД двигателя путем обеспечения,возможности регулирования величины несимметрии полюсов двигателя, полюса снабжены закрепленной к их боковой поверхности дополнительной пластиной с эллиптическим отверстием, причем оси эллиптических отверстий пластин наклонены к оси полюсов под разными углами, кого материала, несущим обмотку управления и имеющим полюса с несимметрией, образованной закрепленной на их боковой поверхности пластины с эллиптическим отверстием.

Однако невозможность регулировки величины несимметрии полюсов и, е результате, невозможность регулирования кратности движущего и фиксирующего моментов двигателя снижают КПД двигателя.

Цель изобретения — повышение КПД двигателя путем обеспечения возможности регулирования величины несимметрии полюсов двигателя.

Для достижения цели в однофазном шаговом двигателе, содержащем активный цилиндрический ротор в виде двухполюсного постоянного магнита и статор с магнитопроводом из магнитомягкого материала, несущим обмотку управления и имеющим полюса с несимметрией, образованной за1617555

Изобретение позволяет регулировать величину фиксирующего момента двигателя путем изменения магнитной несимметрии полюсов двигателя с помощью изменения угла взаимной ориентации пластин 5 и 6

P

Составитель З,Горник

Редактор M,Êåëåìåø Техред М.Моргентал Корректор Т,Палий

Заказ 4125 Тираж 443 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при (КНТ СССР

113Р35, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина. 101 крепленной на их боковой поверхности пластиной с эллиптическим отверстием, полюса снабжены закрепленной к их боковой поверхности дополнительной пластиной с эллиптическим отверстием, причем оси эл- 5 липтических отверстий пластин наклонены к оси полюсов под разными углами.

На чертеже изображен предлагаемый двигатель, общий вид.

Двигатель содержит цилиндрический 10 ротор 1 в виде двухполюсного постоянного магнита и статор, состоящий из магнитопровода 2 с обмоткой 3 управления и полюсами 4, окружающими ротор. Полюса имеют цилиндрическую расточку, формирующую 15 осНоВНоА рабочий зазор двигателя, Полюса снабжены ферромагнитными пластинами 5 и 6 с эллиптическим отверстием. Оси этих отверстий, соответствующие наимен ьшим диаметрам расточки, не совпадают и со- 20 ставляют с осью полюсов углы,В и/5 соответственно.

Двигатель работает следующим образом.

При отсутствии питания на обмотке ро- 25 тор занимает положение относительно пластин 5 и 6, соответствующее максимальной магнитной проводимости между статором и ротором, при этом ось ротора составляет с осью полюсов угол a(Pz — /Çð . Подача импульса управления соответствующей полярности на обмотку намагничивает полюса статора с полярностью, одинаковой с полярностью ротора. При этом ротор поворачивается на угол, меньший 180О под действием движущего момента, развиваемого полюсами ротора. Прекращение действия импульса управления вызывает дальнейший поворот ротора под действием фиксирующего момента до совпадения оси ротора с осью, соответствующей максимальной магнитной проводимости статора.

При этом угол поворота ротора относительно начального положения составляет 180О.

Подача импульса управления на обмотку противоположной полярности вызывает дальнейший поворот ротора еще на 180 .

Питание обмотки последовательностью разнополярных импульсов вызывает непрерывное вращение ротора.

www.findpatent.ru

Однофазный электромагнитный шаговый двигатель

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (1Е (111

У1Я1 Н,02 К 37/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3368736/24-07 ., (22) 18. 12.81 (46) 23.04,83. Вюл. Ю 15 (72) Б.Н. Андрианов и В.A. Мещеряков (71) Пензенский политехнический институт (53) 621.313 13 (088.8) (56) 1. Заявка Франции и 2210855, кл. Н 02 К 33/00, 16.08,74.

2. Авторское свидетельство СССР

М 504277 кл. Н 02 К 33/02, 08.08.74 (прототип). (54) (57) ОДНОФАЗНЫЙ ЗЛЕКТРОНАГНИТНЫЙ

ВАГОВЫЙ ДВИГАТЕЛЬ, содержащий статор с обмоткой- управления и якорь, взаи- модействующий с возвратной пружиной, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции, статор и якорь снабжены зубцами-полюса.:ми, края которых изогнуты, образуя многозаходные винтовые линии одного направления и шага..

1 10141

Изобретение относится к электротехнике, в частности к шаговым электродвигателям, которые применяются в устройствах автоматики.

Известен однофазный электромагнитный шаговый двигатель, который для обеспечения дискретного вращательного движения выходного вала, пропорционального электрическим импульсам, содержит обмотку, движущуюся в магнитном поле и приводящую в движение с помощью собачки храповое колесо, возвращающееся в исходное положение с помощью пружины или гибкой мембраны 11j.

Однако указанный двигатель конструктивно сложен.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является электромагнитный шаговый двигатель, содержащий статор с обмоткой управления и якорь, взаимодействующий с возвратной пружиной (2)

Двигатель имеет также механизм прсобразования возвратно-поступатель- 5 ного движения якоря во вращательное движение выходного вала, выполненный в виде жестко связанного с якорем цилиндра, на наружной поверхности которого имеются винтовые канавки, по которым перемещаются шарики, расположенные в гнездах второго цилиндра.

Однако наличие в известном двигателе описанного механизма преобразования возвратно-поступательного. движения якоря в дискретное вращательное движение выходного вала значительно усложняет его конструкцию.

Цель изобретения — упрощение кон-, струкции, Поставленная цель достигается 4О тем, что в однофазном электромагнитном шагововм двигателе, содержащем статор с обмоткой управления и якорь, взаимодействующий с возвратной пружиной, статор и якорь снабжены зуб- 45 цами-полюсами, края которых изогнуты, образуя многозаходные винтовые линии одного направления и шага.

Такое решение позволяет существенно упростить конструкцию двигателя, 5в исключив сложный механизм преобразования возвратно-поступательного движения якоря во вращательное.

На фиг„ 1 изображен предлагаемый двигатель, продольный разрез", на фиг. 2 - то же, вид сверху; на фиг. 3 0 Д 8, z поясняется работа двигателя.

01 2

Двигатель (фиг. 1) имеет статор из магнитно-мягкого материала, снабженный зубцами-полюсами и выполненный. в виде двух частей 1 и 2, а также обмотку управления 3 на ярме 4. Внутри статора расположен зубчатый якорь

5, жестко закрепленный на оси 6, имеющей удлиненные цапфы. Триб 7 оси 6 взаимодействует с зубчатым колесом

8, поджатым упругой изогнутой шайбой

9. Снизу якорь 5 поджат плоской пружиной 10. На якоре 5 и частях статора 1 и 2 края зубцов-полюсов изогнуты так, что образуют многозаходные ° винтовые линии одного направления и шага. Якорь 5 с осью 6 вращается и совершает возвратно-поступательные движения в опорах скольжения платы

11 и моста 12.

Двигатель работает следующим образом.

При обесточенной обмотке управления 3 якорь 5 под действием возвратной пружины 10 находится в верхнем крайнем положении. Зубцы-полюса якоря 5 находятся над зубцами-полюсами частей статора 1 и 2 (фиг. 3с1).B таком положении магнитная проводимость зазоров 8 больше магнитной проводимости зазоров Д и при подаче импульса в обмотку управления полюс

13 якоря 5 подтянется к полюсу 14, а не к полюсу 15 статора. Ротор 5 при этом совершит винтовое движение вниз и влево (как показано стрелкой .на фиг. 3 )i Такое движение продолжится до полного совмещения зубцовполюсов ратора 5 с зубцами-полюсами частей статора 1 и 2 (фиг. 3 ).

По окончании действия импульса электромагнитное взаимодействие. между якорем и статором прекратится, якорь 5 под действием возвратной пружины 10 переместится в крайнее верхнее положение (фиг, 3 ). В результате всего цикла якорь 5 повернется на один шаг влево.

Для улучшения помехо ащищенности двигателя от случайных ударов на оси зубчатого колеса 8 установлена упругая изогнутая шайба 9, создающая фрикционный момент, улучшающий фиксацию якоря при обесточенной обмотке, Таким образом, последовательная подача однополярных управляющих импульсов, обеспечивает дискретное пере- мещение якоря на шаг.

Использование в шаговом электрсмагнитном двигателе якоря и статора, 3- 1014101 4 имеющих зубцы-полюса, края которых . - разования возвратно-поступательноизогнуты, образуя винтовые линии од- го движения ротора во вращатель" ного направления и шага, позволяет ное движение вала, что значительосуществлять дискретное перемещение но упрощает конструкцию двигатевала без применения механизма преоб" ля.

1014101

Составитель 3. Горник

Редактор В. Лазаренко ТехредМ.Гергель, Корректор О. Билак

Заказ 3035/65 Тираж 685 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва„ Ж-35, Раушская наб., д, 4/5 филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ур. Проектная, 4

www.findpatent.ru

Однофазный шаговый электродвигатель

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУ БЛИН

А1 (191 (111 (51) 4 Н 02 К 37 00

Ъ 1 фс1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

)

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

Н АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3746545/24-07 (22) 30.05.84 (46) 29.02.88. Бюл. У 8 (72) А.М.Знов и А.Н.Соколов (53) 621. 313. 13-133. 3(088. 8) (56) Патент Швейцарии Ф 541893, кл. Н 02 К 37/00, 1974. (54) ОДНОФАЗНЫЙ ШАГОВЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ (57) Изобретение относится к электротехнике, в частности к однофазным

:шаговым двигателям, и мотет быть использовано в устройствах автоматики дискретного действия и приборах времени. Цель изобретения — улучшение динамических характеристик и повышение надежности однофазного шагового электродвигателя. Двигатель состоит из статора, кольцевая обмотка 1 которого размещена на каркасе и охвачена магнитопроводом. Магнитопровод состоит из корпуса 3 и крышки 4. Из корпуса 3 вырезаны и отогнуты под прямым углом основные 5 и добавочные 6 когтеобразные выступы— полюса. Из крышки 4 таким же образом образованы когтеобразные основные выступы 5. Цилиндрический посто-. янный магнит 7 ротора намагничен в радиальном направлении с чередующейся полярностью. Основные когтеобразные выступы 5, так ше как и добавочные 6, объединены в группы и смещены друг относительно друга на уголь в пределах полюсного деления. На до- а бавочные когтеобразные выступы 6 наЯ дета пластина 8 из электропроводного материала с отверстиями. Через отверстия проходят когтеобразные выступы 6.. 2 ил.

1377977

Изобретение относится к электротехнике, в частности к однофазным шаговым электродвигателям, и может быть использовано в устройствах автоматики дискретного действия и приборах времени.

Цель изобретения — улучшение динамических характеристик и повышение надежности .

На фиг. 1 представлен один из вари, антов конструкции предлагаемого двигателя; на фиг.2 — ротор и зубцовая: эона двигателя. 15

Двигатель (фиг.1) состоит из статора, кольцевая обмотка 1 которого размещена на каркасе 2 и охвачена магнитопроводом, состоящим из корпу- 20 са 3 и крышки 4. Из корпуса 3 вырезаны и отогнуты под прямым углом основ. ные 5 и добавочные 6 когтеобразные выступы (полюса). Из крышки 4 вырезаны и отогнуты под прямым углом только 25 основные когтеобразные выступы 5. Цилиндрический постоянный магнит 7 ротора намагничен в радиальном направлении с чередующейся полярностью.На фиг.1 показан только один основной 5 30 и один добавочный 6 когтеобразные выступы, которые лежат в плоскости разреза. Последовательность располо- . жения когтеобразных выступов 5 и 6 изображена на фиг.2. Когтеобразные выступы 5 и 6, вырезанные из корпуса 3, изображены как пустые прямоугольники, а вырезанные из крышки 4 заштрихованы. Основные когтеобраэные выступы 5 обьединены в отдельную 40 группу и следуют поочередно от корпуса 3 и от крышки 4. Добавочные когтеобразные выступы 6 также объединены в отдельную группу и смещены относительно группы основных когтеоб-45 разных выступов 5 на угол et. в пределах полюсного деления. На добавочные когтеобраэные выступы 6 надета пластина 8, выполненная из электропроводного материала, с отверстиями, через которые проходят добавочные когтеобразные выступы 6.

Двигатель работает следующим образом.

При вращении ротора основные ког теобразные выступы 5 изменяют по величине и направлению поток магнита 7 ротора, пронизывающий обмотку 1. При включении обмотки 1 возникает момент от взаимодействия намагничивающей силы обмотки 1 с переменной составляющей потока магнита 7 ротора. Однонаправленность вращения ротора двигателя обеспечивается эа счет соответствующего сдвига добавочных когтеобразных выступов 6 относительно основных 5 на угол са в пределах полюсного деления магнита 7 ротора. При вращении ротора поток магнита 7 ротора, который модулируется в добавочных когтеобразных выступах 6, вызывает в электропроводной пластине вихревые токи, За счет вихревых токов обеспечивается эффективное демпфирование колебаний ротора.

Качествс демпфирования колебаний ротора не зависит от изменения коэффициента трения трущихся частей, за счет чего двигатель имеет улучшенные динамические характеристики и большой срок службы.

Формула из обретения

Однофазный шаговый электродвигатель, содержащий ротор с цилиндрическим постоянным магнитом, намагниченный в радиальном направлении с чередующейся полярностью, статор с кольцевой обмоткой, охваченный магнитопроводом с группами основных и добавочных когтеобразных выступов-полюсов, смещенных друг относительно друга на уголь в пределах полюсного деления, и демпфер, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью улучшения динамических характеристик и повышения надежности, демпфер выполнен в виде пластины из электропроводного материала с отверстиями, размещенной на добавочных когтеобразных выступах-полюсах, которые проходят через отверстия.

1377977

Составитель В.Журавлев

Техред И.Дидык КорректорА Ворович

Редактор И.Сегляник

Тирам 6&5 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 885/52

Производственно-полиграфическое предприятие, r.Óàrîðîä,óë.Ïðoåêòíàÿ, 4

www.findpatent.ru

Однофазный шаговый электродвигатель

л - ° с.t

ОП ИСАН ИЙ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

244479

Ввюа Советских

Социалистических

Республик

:- ависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 09.11.1968 (№ 1217106/24-7) с присоединением заявки ¹

Приоритет

Опубликовано 28,Ч.1969. Бюллетень № 18

Дата опубликования описания 7.Х.1969

Кл. 2Ит, 19

Комитет оо делам изобретений н открытий врн Сове в Министров

СССР

МПК Н 02п

УДК 621.313.13 — 133.3 (088.8) Авторы изобретения

Ь. А. Ивоботенко, О. Д. Новиков, В. А. Иполяиский, М. И, Иоффе, А. С. Прудникова и Л. С. Соболь

Заявитель

ОДНОФАЗНЫИ ШАГОВЬ! Й ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ

Известны однофазные шаговые электродвигатели, содержащие статор, состоящий из .постоянного магнита, одного фиксирующего и двух движущих венцов с зубцами на внутренних поверхностях и магнитопровода с обмот кой, связывающего между собой движущие венцы, и дисковый ротор с симметричными зубцами. Эти двигатели не обеспечивают надежной фиксации ротора |после отработки очередного шага, а также надежного запуска.

Описываемый двигатель отличается от известных тем, что в нем постоянный магнит выполнен кольцевым и расположен аксиально между фиксирующим и движущими венцами, изготовленными соответственно в .виде кольца и полуколец. Магнитопровод с обмоткой расположен tB одной плоскости с осью ротора, вы,полненного в виде двух магнитосвязанных зубчатых дисков, один из которых является фиксирующим, а другой — движущим.

Угловой шаг .зубцов одноименных вен|цов статора и дисков ротора выбран одинаковым, а шаг зубцов движущего диска ротора выбран кратным шагу зубцов фиксирующего диска.

Такое выполнение двигателя повышает надежность его запуска и фиксации ротора,после отработки шага, На фиг. 1 изображен .предлагаемый электродвигатель, продольный разрез; на фиг. 2— то же, разрез по А — А на фиг. 1.

К торцам кольцевого постоянного магнита 1 прилегают фиксирующий венец 2 статора и движущие .венцы 8 и 4. Венец 2 имеет форму кольца с зубцами (см. фиг. 2) на внутренней поверхности, а венцы 8 и 4 — форму полуколец, также снабженных зубцами на внутренней поверхности. У венцов 8 и 4 зубцы смещены относительно зубцов венца 2 на разные угловые величины. В рассматриваемом вари10 анте величина смещения принята равной "/ и

1/в углового шага зубцов венца 2 в направлении, обратном направлению вращения.

В плоскости венца 2 лежит фиксирующий диск 5 ротора, у которого число зубцов соот15 ветствует числу зубцов этого венца, а в,плоскости венцов 8 и 4 — движущий зубчатый диск б. Диски 5 и б насажены на ступицу 7 из магнитомягкого материала и образуют ротор двигателя. Угловой шаг зубцов, дисков 5 и б

20 одинаков с угловым шагом зубцов одноименных венцов статора. Кроме того, угловой шаг зубцов диска б выбран кратным угловому шагу зубцов диска 5. В рассматриваемом случае соотношение угловых шагов у этих дисков рав25 но 2: 1. При этом совпадающие зубцы дисков соосны друг другу.

Магнитопровод 8 с обмоткой 9, управляемой разнополярными импульсами напряжения, ле30 жит,в одной плоскости с осью ротора и связан

244479 с движущими венцами 8 и 4 через колонки 10 из магнитомягкого материала.

Основные части магнитной .системы статора опрессованы пластмассой, образующей несущие элементы 11 и 12 корпуса двигателя.

При обесточенной обмотке фиксирующий момент создается только взаимодействием зубцов диска 5 и зубцов венца 2. При этом величину этого момента можно изменять за счег толщины венца 2 и диска 5.

Положение ротора при фиксации является оптимальным с точки зрения пуска, поскольку при этом зубцы диска б оказываются смещенными по часовой стрелке относительно зубцов .венцов 8 и 4 соответственно на /8 и /s угловото шага зубцов диска 5.

При возбуждении обмопки 9 положительной полуволной напряжения в зоне статорного венца 8 за счет суммирования магнитных полей постоянного магнита I и обмотки 9 создается усиленное магнитное поле полярности N, а в зоне венца 4, где указанные .поля вычитаются, — полярности S, если мощность импульса достаточна .для того, чтобы создаваемое обмоткой 9:поле было сильнее поля магнита 1.

Поскольку в зоне венца 8,поля складываются, работоспособность двигателя сохраняется даже в том случае, если мощность импульса недостаточна для нейтрализации поля,,создаваемого матнитом 1 в зоне венца 4.

При взаимодействии полей магнита 1 и обмотки 9 в зоне венца 8 зубцы диска б притягиваются соответственно к зубцам венца 8 и устанавливаются соосно этим зубцам, вследствие чего ротор, поворачивается на з/8 углового шага зубцов диска 5. При этом зубцы диска 5 оказываются смещенными:на >/8 углового шага относительно зубцов венца 2 в направлении, обратном направлению вращения ротора, а зубцы диска б на .половину собственного шага, устанавливаясь при этом против впадин между зубцами венца 4.

В этом момент прохождение положительной полуволны заканчивается, обмотка 9 обесточивается,,и ротор .доворачивается на 1/8 углового шага зубцов диска 5, т. е. заканчивает отработку полушага за:счет поля магнита l, обеспечивающего поворот диска 5 до совмещения зубцов этого диска с зубцами фиксирующего венца 2. При этом также доворачивается диск 6, вследствие чего el.o зубцы оказываются смещенными относительно зубцо в движущих:венцов 8 и 4 соответственно íà 7/8

4 и /s углового шага зубцов диска 5 в направлении, обратном направлению вращения ротора.

При приходе отрицательной .полуволны напряжения суммирование полей магнита 1 и

5 обмотки 9 происходит в зоне движущего венца 4, причем, полярность .поля будет N. Отработка второго полушага ротора происходиг согласно выше описанному.

В случае, если зубцы дисков 5 и б ротора в

N исходном положении располагаются относительно зубцов венцов 2, 8 и 4 статора так, как это показано на фиг. 2, а первая полуволна оказывается не положительной, а отрицательной, то суммарное магнитное поле полярно15 сти N создается в зоне венца 4, а не в зоне венца 8, как это имеет место при нормальном запуске, При этом зубцы диска б притягиваются к зубцам венца 4, вследствие чего ротор поворачивается на >/8 углового шага зубцов

20 диска 5 в направлении, обратном направлению вращения. После того как обмотка 9 обесточивается, ротор возвращается в исходное состояние за счет взаимодействия зубцов диска 5 с зубцами венца 2. При,поступлении сле25 ду ющей (положительной) .полуволны двигатель начинает работать в нормальном режиме.

Предмет изобретения

З0 1, Однофазный шаговый электродвигатель, содержащий статор, состоящий из постоянного магнита, одного фиксирующего и двух движущих венцов с зубцами на внутренних поверхностях и магнитопровода с обмоткой, связы55 вающего между собой движущие венцы, идисковый ротор с симметричными зубцами, отличающийся тем, что, с целью,повышения надежности запуска и фиксации двигателя, указанный постоянный магнит выполнен кольце40 вым и расположен аксиально между фиксирующим и движущими венцами, iBbllloJIHBHHblMH соответственно в виде кольца и полуколец, магнитопровод расположен в одной плоскости с осью ротора, выполненного в виде двух маг45 нитосвязанных зубчатых дисков, один из которых является, фиксирующим, а другой — движущим.

2. Электродвигатель по п. 1 отличающийся тем, что у одноименных венцов статора и ди50 сков ротора угловой шаг зубцов выбран одинаковым, причем шаг зубцов движущего диска ротора выбран кратным шагу зубцов фиксирующего диска.

244479

Риг. 7

Составитель 3. Горник

Техред Л. Я. Левина

Редактор Э. Рубан

Корректор Л. А. Иголкина

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 251015 Тираж 480 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Центр, пр. Серова, д. 4

www.findpatent.ru

• 
  Фольксваген классификация двигателей
• 
  Устройство двигателя жигули
• 
  Тюнинг двигателя 1zz
• 
  Qg18De проблемы двигателя
• 
  Stellaris пси двигатель
• 
  Ресурс двигателя kyron
• 
  Двигатель торцевой асинхронный
• 
  Двигатель mercedes a180
• 
  Прошивка двигателя фф3
• 
  Двигатель yx 250
• 
  Защита двигателя умз