Pierwszenstwo: Opublikowano: 28.VI.1968 55286 KI. 21 d\ 19 MKP H02k UKD Twórca wynalazku: dr inz. Jerzy Pustola Wlasciciel patentu: Polska Akademia Nauk (Instytut Automatyki), War¬ szawa (Polska) Nawrotny bezszczotkowy, reluktancyjny silnik krokowy Przedmiotem wynalazku jest reluktancyjny bez¬ szczotkowy silnik krokowy z tak rozlozonymi dwoma uzwojeniami sterujacymi, dzieki czemu uzyskuje sie prace nawrotna silnika, co znacznie rozszerza mozliwosci stosowania go w automatyce.Znane dotychczas reluktancyjne bezszczotkowe silniki krokowe z dwoma uzwojeniami sterujacymi nie posiadaja mozliwosci nawrotu — rewersu.Równiez kierunek wirowania w tych znanych sil¬ nikach jest jednoznacznie zdeterminowany na sku¬ tek asymetrii magnetycznej zebów wirnika lub stojana. Z tego powodu silniki takie moga obra¬ cac sie tylko w jednym kierunku, niezaleznie od zmiany kierunku przeplywu pradu w uzwojeniach sterujacych.Jest to powazna wada, która eliminuje stoso¬ wanie tego typu silników jako elementów wyko¬ nawczych ukladów regulacji automatycznej. Na¬ tomiast reluktancyjne silniki krokowe bezszczot¬ kowe, w których jest zachowana symetria mag¬ netyczna stojana i wirnika nie posiadaja momen¬ tu poczatkowego, a kierunek ruchu zalezny jest od przypadku.Znane sa równiez silniki krokowe typu reduk- torcwego, które maja moznosc rewersu. Posiadaja one jednak odmienna konstrukcje obwodu mag-, netycznego (wydatne bieguny, na których nawi¬ niete sa cewki uzwojenia sterujacego) oraz inny bardziej skomplikowany i rozbudowany uklad ste¬ rowania. 15 30 Celem wynalazku jest usuniecie wad znanych silników krokowych.Cel ten zostal osiagniety przez newe rozwia¬ zanie konstrukcyjne silnika krokowego, w któ¬ rym zmiana kierunku ruchu (nawrót) nastepuje na skutek odpowiedniego rozlozenia uzwojen ste¬ rujacych w zwyklym stojanie, na przyklad sto- janie typu silnika indukcyjnego, dzieki czemu uzy¬ skuje sie potrzebna chwilowa asymetrie obwodu magnetycznego.Wedlug wynalazku asymetria ta, która umozli¬ wia zmiane kierunku wirowania, w przeciwien¬ stwie do dotychczas stosowanych trwalych zmian obwodu magnetycznego, ma charakter chwilowy zalezny tylko od polaczenia uzwojenia. W przy¬ padku sterowania uzwojen silnika przy pomocy ukladu tyrystorowego, szybkosc przelaczenia uz¬ wojen jest bardzo duza.Wynalazek jest blizej objasniony na podstawie rysunku, na którym fig. 1 przedstawia przykla¬ dowo rozwiazanie obwodu magnetycznego silni¬ ka oraz rozlozenie uzwojen sterujacych, fig. 2 — rozmieszczenia i uklad polaczen uzwojen glów¬ nych i pomocniczych a fig. 3 — uklad sterowa¬ nia silnika.Nawrotny, bezszczotkowy, reluktancyjny silnik krokowy wedlug wynalazku sklada sie z uzebio¬ nego, wykonanego z blachy elektrotechnicznej, wirnika 1, uzebionego, wykonanego z takiego sa¬ mego materialu, stojana 2, w zlobkach którego 55286/ a nawiniete sa uzwojenia sterujace 3 i 4. Osie a-a i b-fo uzwojen sterujacych sa przesuniete wzgle¬ dem siebie na przyklad o 90° przy zalozeniu, ze liczba zebów Z2 wirnika 1 jest wieksza o 2 od liczby zebów Zj stojana2 5 Za = ZA + 2 Dla innej liczby parzystej „ przesuniecie katowe os^ uzwojen bedzie odpowiednio mniejsze. Uzwo- 10 jenia lezace w jednej osi na przyklad a-a, lub b-b sa polaczone ze soba.Kazda para uzwojen lezacych w jednej osi po¬ siada uzwojenia pomocnicze boczne 5 i 6 prze¬ suniete^ a_Q|olo 45°, które sluza do wywolania 15 asymetrii magnetycznej a tym samym do okresle¬ nia kierunku ruchu wirnika 1. Dokladne roz¬ mieszczenie i uklad polaczen uzwojen glównych 3 i 4 i pomocniczych 5 i 6 przedstawiono na fig.2. 20 Uzwojenia glówne 3 i 4 sa rozlozone w kilku zlobkach stojana, natomiast uzwojenia pomocni¬ cze 5 i 6 zajmuja tylko po jednym zlobku.Uzwojen pomocniczych moze byc tyle ile jest cewek uzwojen glównych, jak te przedstawiono » na fig. 2 i 3, lub tez moze ich byc dwa razy wiecej, w tym ostatnim przypadku kazde z uzwo¬ jen glównych bedzie mialo po dwa uzwojenia boczne rozlozone symetrycznie po obu stronach.Z punktu widzenia wytworzonego strumienia asy- 30 metrii magnetycznej rozwiazania te sa równo¬ rzedne.Dzialanie silnika krokowego wedlug wynalazku polega na przetwarzaniu impulsów pradu stalego na ruch obrotowy wirnika 1, przy czym ruch ten 35 moze byc sterowany w dowolnym kierunku pra¬ wym, lub dowolnym kierunku lewym, w zalez¬ nosci od przylozenia napiecia sterujacego do za¬ cisków kj lub. kg.Stojan 2 silnika krokowego posiada równomier- 40 nie rozlozone zlobki na calym obwodzie i tym 4 rózni sie od znanych silników reduktorowych. Jest to znaczne uproszczenie technologiczne, poniewaz w konstrukcji wedlug wynalazku mozna stoso¬ wac w stojanie blachy takie jak w zwyklych silnikach indukcyjnych uwzgledniajac oczywiscie potrzebna ilosc zlobków.Nawrotny bezszczotkowy silnik krokowy prze¬ znaczony jest zwlaszcza do zastosowania w prze¬ myslowych ukladach automatyki — jako element wykonawczy. Silniki tego typu moga rozwijac na wale znaczny moment napedowy i dlatego szczególnie dobrze moga sie nadawac do bezpo¬ sredniego napedu, na przyklad do pomiarów w obrabiarkach sterowanych programowo. Ze wzgle¬ du na maly kat pojedynczego skoku mozna je stcsow"ac zwlaszcza w tych ukladach, gdzie wy¬ magana jest duza precyzja w ustalaniu poloze¬ nia. PL