DE2105738A1 - Elektrischer Schrittmotor - Google Patents

Description

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Fujitsu Limited

1015, Kamikodanaka, Kawasaki-shi,

Kanagawa-ken / Japan

Elektrischer Sehrittmotor '

Die Erfindung "betrifft einen elektrischen Schritt- "bzw« Impulsmotor, der eine Anzahl verschiedener Phasenabschnitte enthält, in denen ein Rotorelement mit einer Anzahl in einem vorgegebenen gleichmäßigen Abstand angeordneten aus einem Umfang vorstehenden Rotorzähnen vorgesehen ist, ferner mehrere Statorelemente vorhanden sind, von denen jedes eine Vielzahl von Statorzähnen enthält, die in derselben Teilung, wie die vorgegebene Teilung der Rotorzähne angeordnet sind und an der äußeren Peripherie des Rotorelementes den Rotorzähnen gegenüber liegen«

Bei den bekannten elektrischen Schrittmotoren dieser Art sind zum Beispiel drei oder fünf verschiedene Phasenabschnitte einzeln in axialer Richtung angeordnet und jeder dieser'Abschnitte enthält ein Rotorelement mit einer Anzahl radial aus dem Umfang vorstehenden Rotorzähnen.

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"VnJil"

Bei de« bekannten elektrischen Schrittmotor let es nachteilig, daß seine axiale Länge zu grofl ist und das durch ihn erzieltet Ausgang· drehmoment begrenzt, obwohl die Hasse des geaasten Eotorelementes sehr grofl ist, so daß kein ausreichendes Anzugsdrehmoment erreicht werden kann·

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen elektrischen Schrittmotor hervorragender !Eigenschaften zu schaffen, der ein Terbesaertea Yerhältnia τοη Drehmoment zu Trägheit«moment besitzt, der leistungsfähiger ist, kompakt und einfach im Aufbau, und der leicht zusammengesetzt werden kann·

Die Aufgabe ist bei einem elektrischen Schrittmotor der einleitend genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Hotorelement kappenfurmig ausgebildet ist und die Zähne in axialer Richtung vorstehen und daß die Statorelemente in Form von in radialer Richtung einander gegenüberliegender Statorzähne die Sotorzähne in radialer Richtung umfassen und dad die Phase der Statorzähne bezüglich der zugeordneten Zähne dee Rot or element es rau ml ich in. Umfange richtung rer schoben ist· Vorzugsweise sind die Stat or elemente wenigstens zum Teil aus getrennten Stücken zusammengesetzt·

Die Erfindung wird durch Auaführungabeiapiele anhand τοη 5 Yig· näher erläutert. Ss zeigen

Hg. 1 einen Querschnitt eines erfindungagemäeen elektrischen. Schrittmotors

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Fig· 2 in perspektivischer Ansicht den Rotor der Pig. 1

Pig. 5 eine schematische Ansicht, die die Anordnung des Rotors und des Stators der Pig· 1 darstellt

Figo 4 eine teilweise abgewickelte Ansicht der Rotor- und Statorzähne der Fig. 1

Fig. 5 ein Beispiel eines aus verschiedenen Stücken zusammengesetzten Statoreleaents eines erfindungsgemäßen Schritt motors ·

V/ie in Fig. 1 dargestellt, enthält der Rotor des erfindungsgemäßen Schritt- bzw. Impulsmotore eine Rotorwelle 1 und ein kappenförmiges Rotorelement 2, das koaxial mit der Rotorwelle 1 verbunden ist»

Das Rotoreleaent 2 besit * eine Vielzahl von Rotorzähnen 3_t die in vorgegebener Teilung auf einem Uafang angeordnet sind, wobei sie in axialer Richtung aus diesem Umfang vorstehen.

Statorteile 4 und 5 sind so angeordnet, daß sie in radialer Eiehtung die Rotorzähne 3 umfassen. Sie besitzen auf ihren CTb ar flächen, den Rotorzähnen 3 gegenüberliegend, Statorzähne, die die gleiche Teilung wie die Rotorzähne 3 haben. Unmagnetisehe Abstandhalter 6 bestimmen den radialen Zwischenraum zwischen den Statorteilen 4 und 5· Ein Unförmiges Joch 7 ist sä dszi Endstücken seiner Sehenkel 8 und 9 an den Statorteilen fi, iznü. 5 angebracht und im mittleren 'feil 10 mit einer Wicklung

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Das U-förmige Statorelement der entsprechenden Phasen ist somit aus den Statorteilen 4- und 5» dem Joch 7 und der Wicklung 11 zusammengesetzt.

Die gesamten Statorelemente sind in Motorgehäusen 12 und 13 befestigt. Die Gehäuse 12 und 13 tragen mittels Lager 14· und 15 die Rotorwelle 1.In Pig· 1 ist lediglich das Statorelement einer Phase sichtbar. Ss ist jedoch eine vorgegebene Anzahl an Statorelementen Torgesehen, die das Rotorelement 2 umgeben und eine vorgegebene Anzahl von Phasen bilden.

Fig* 2 zeigt den Umriß des Rotorelementes der Fig. 1.

Pig· 3 zeigt ein Beispiel einer Anordnung der Statorelemente Ib Falle eines Dreiphasenschritt- bzw.-impulsmotors. Das Rotorelement 2 besitzt i» gleicher Teilung in Umfangsrichtung eine Tielzahl von Rotorzähnen 3· Die Statorelemente der betreffenden Phasen sind so angeordnet, daß die Phase der Statorzähne zwischen den verschiedenen Phasen der Statorelemente räumlich in Umfangsrichtung verschoben ist. Die Statorteile 5A und 4-A sind fächerförmig ausgebildet und erstrecken sich in Umfangsrichtung über einen Winkel von etwa 120°. Sie besitzen eine Vielzahl von Statorzähnen, die die gleiche Oberflächenbreite wie die Rotorzähne haben bzw. in der selben Winkelteilung wie die Rotorzähne angeordnet sind. In Fig. 3 sind auch die Statorteile 4-B und 5B der B-Phase und die Statorteile 4-C und 5C der C-Phase scheeatisch dargestellt.

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Aus Hg. 4 ist ersichtlich, daß die Statorzähne der Statorelemente der B-Phase und C-Phase räumlich in entgegengesetzten Eichtungen um 1/3 der Teilung der Rotorzähne "bezüglich der Statorzähne des Statorelementes der Α-Phase verschoben sind·

Fig. 5 zeigt ein Beispiel einer aus verschiedenen Stücken zusammengesetzten Konstruktion, die für das TJ-förmige StatorelesEent vorgesehen ist. Eines der U-förmigen St at or elemente, das zwei Statorteile 4 und 5 (magnetische Pole) enthält, kann d längs einer oder einer Kombination der dargestellten linien 16 bis 22 getrennt werden, so daß die Herstellung und der Zusammenbau des Statorelements und der Wicklungsanordnung für das Statorelement extrem einfach werden. Die linien 16 und zeigen einen FaID., bei dem die magnetischen Pole von dem Jochteil getrennt sind. Die linien 18 und 19 zeigen einen Pail, bei dem das Statorelement durch die Linien parallel zu seinen mittleren Teil 10 getrennt ist. Die linien 20 und 21 zeigen einen Fall, bei dem das Statorelement durch linien parallel zu seinen Schenkeln 8 und 9 getrennt ist. Die linie 22 zeigt I einen Fall, bei dem das Statorelement in der Mitte getrennt ist.

Im folgenden wird die Arbeitsweise des beschriebenen Schrittmotors erläutert.

Wenn bei der Darstellung nach Fig. 3 die Wicklung des Statorelementes der Α-Phase erregt wird, dreht sich das Rotorelement 2 in eine lage, bei der die Rotorzähne 3 den Statorzähnen der

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Statorteile 4-A und 5A gegenüberliegen und mit diesen fluchten· Daraufhin wird die Wicklung der B-Phase erregt, indem ihr ein elektrischer Strom zugeführt wird, während gleichzeitig die Erregung der Α-Phase unterbrochen wird. Bas Hotorelement 2 dreht sich in eine Lage, in der die Rotorzähne 3 den Statorzähnen des Statorelementes der B-Phase gegenüberliegen und mit diesen fluchten· Wird dann die Wicklung der C-Phase erregt, während gleichzeitig die Erregung der B-Phase unterbrochen wird, so dreht sich das Hotorelement 2 in eine Lage, in der die Rotorzähne 3 den Statorzähnen der Statorteile AC und 5C der C-Phase gegenüberliegen und mit diesen fluchten·

Zusätzlich zu der erwähnten Erregungsmethode ist es natürlich möglich, die bekannte Zweiphasen-linphasen-Erregungsmethode oder irgend eine andere Methode zum Antreiben des erfindungsgenrßes Schrittiaotors anzuwenden· Außerdem ist die Anzahl der Phasen nicht auf 3 beschränkt und «a ist dir Anordnung der Statorwicklung nicht auf die in Pig. 1 gezeigte Lage eingeschränkt. Zum Beispiel können Wicklungen auf den Schenkeln des Statorelementes angeordnet sein, so daß die Anzahl der Wicklungen auch nicht auf eine begrenzt ist.

Bei dem Aufbau de3 erwähnten elektrischen Schrittmotors ist nur ein einziges Eotorelement erforderlich, so daß das Trägheitsmoment des Rotors kleingehalten werden kann. Der erfindungsgemäße Schrittmotor besitzt einen Aufbau, bei dem die Statorzähne die Rotorzähne in radialer Richtung umfassen, so daß der Motor mit kleineren Abmessungen hergestellt werden

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kann und die Anordnung des Hotorelenentes in axialer Richtung nicht sehr genau sein muß·

Das einzelne Statoreleeent ist aus mehreren Stücken zusammengesetzt und hat einen einfachen Aufbau, so daß auch der Zusammenbau des Elementes extrem einfach wird·

2 Ansprüche
5 Pig-

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Claims (1)

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   Ansprüche

   M *j Elektrischer Schrittmotor, der eine Anssahl verschiedener

   Phasenabechnitte enthält, in denen ein Rotorelement nit einer Ansah! in eine« Torgegebenen gleichmäßigen Abstand angeordneten» aus einem Umfang vorstehenden Eotorzähnen vorgesehen ist, ferner mehrere Statorelemente vorhanden sind, von denen jedes eine Yitliahl von Statorsähnen enthält, die in derselben Teilung, wie die vorgegeben« Teilung der Rotorzähne angeordnet sind und an der äuteren Peripherie des Rotorelement ob den Rotorzähnen gegenüber liegen, dadurch gekennzeichnet , das das fiotorelement (2) kappenförmig ausgebildet ist und die Zähne (3) in axialer Richtung vorstehen und daß die Statorelemente (4, 5) in Form von in radialer Richtung einander gegenüberliegender Statorzähne die Eotoreähn· in radialer Sichtung umfassen und daß die Phase der Statorsähne bezüglich der zugeordneten Zähne des Rotorelemente· räumlich in Umfangerichtung verschoben ist·

   2· Schrittmote? nach Anspruch 1, dadurch g β k β η η -ζ e i-# kii|t , dafi jedes Statorelement wenigstens an einer 8teX|i unterteilt ist.

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