RU2030079C1 - Линейный шаговый электродвигатель - Google Patents
Линейный шаговый электродвигатель Download PDFInfo
- Publication number
- RU2030079C1 RU2030079C1 SU4783102A RU2030079C1 RU 2030079 C1 RU2030079 C1 RU 2030079C1 SU 4783102 A SU4783102 A SU 4783102A RU 2030079 C1 RU2030079 C1 RU 2030079C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- poles
- groups
- armature
- group
- inductor
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)
Abstract
Использование: в качестве электропривода в автоматизированных технологических и других промышленных установках. Сущность изобретения: в предложенном шаговом электродвигателе вместо системы обмоток возбуждения на полюсах и системы их коммутации введены пьезоэлементы 1, размещенные между группами полюсов 3 с одинаковым сдвигом по нарезке зубцов и крышкой 2. Группы полюсов 3 укреплены в днище 5 корпуса якоря с возможностью вертикального перемещения корпуса якоря. Это упрощает конструкцию и повышает быстродействие. 1 з.п. ф- лы, 6 ил.
Description
Изобретение относится к электротехнике и может найти применение в автоматизированных технологических и других промышленных установках.
Целью изобретения является повышение быстродействия при одновременном упрощении конструкции.
На фиг. 1 и 2 изображены варианты выполнения элементарных узлов с закреплением зубчатых полюсов с одинаковым сдвигом с пьезоэлементом в корпусе якоря: на фиг. 1 - при промежуточном положении постоянного магнита, на фиг. 2 - при верхнем положении постоянного магнита; на фиг. 3 и 4 - однокоординатный линейный шаговый электродвигатель; на фиг. 5 и 6 - двухкоординатный линейный шаговый электродвигатель.
В линейном шаговом электродвигателе каждый пьезоэлемент 1 укреплен в крышке 2 корпуса якоря и неподвижно соединен с группой зубчатых полюсов 3, имеющих одинаковый сдвиг (фиг. 1), либо с постоянным магнитом 4 (фиг. 2), который в свою очередь неподвижно соединен с группой зубчатых полюсов 3, т. е. каждый пьезоэлемент 1 размещен между крышкой 2 и группой зубчатых полюсов 3. Группы зубчатых полюсов 3 укреплены в днище 5 корпуса якоря с возможностью вертикального перемещения. Якорь с помощью опор, обычно магнитовоздушных, отделен от магнитомягкого зубчатого индуктора 6 (с величиной зубцового деления τ, равным зубцовому делению полюсов якоря) с рабочим воздушным зазором δ. Каждая группа полюсов 3 имеет сдвиг по нарезке ΔX = 0; τ/2 ; τ/4 и 3τ/4 (последняя группа на фиг. 1 и 2 не показана).
Однокоординатный линейный шаговый электродвигатель (см. фиг. 3 и 4) в якоре содержит несколько элементарных узлов 7, число которых равно или кратно числу фаз двигателя. Элементарные узлы с группой полюсов одноименного значения сдвига ΔX = 0 ; τ/2; τ/4 и 3τ/4 (что соответствует сдвигам в электрических радианах ΔX = 0, π; π/2; 3 π /2) размещены симметрично относительно центра О1 масс якоря.
Двухкоординатный линейный шаговый электродвигатель (см. фиг. 5 и 6) содержит две системы элементарных узлов, ориентированных вдоль оси X (I и III квадранты) и вдоль оси Y (II и IV) квадранты), причем элементарные узлы, имеющие одинаковые направленность и сдвиг зубчатых полюсов и принадлежащие разным квадрантам, размещены симметрично относительно геометрического центра О2 якоря.
Линейный шаговый электродвигатель работает следующим образом.
Исходное фиксированное состояние определяется взаимодействием групп полюсов с одинаковым сдвигом, на пьезоэлементы которых подано максимальное напряжение Umax (на фиг. 1 и 2 - это группа полюсов с ΔX = 0). Полюса этих групп максимально опущены до оптимального зазора δmin. На остальные пьезоэлементы напряжение либо не подается (Uо = 0), либо подается максимальное напряжение отрицательной полярности (Uo =-Umax). При этом их группы полюсов максимально подняты до максимального зазора δo.
Взаимодействие полюсов поднятых групп с индуктором минимально, так как тангенциальное усилие, развиваемое ими, определено таким соотношением τ/δ, которое стремится к О. Известно, что при таком соотношении τ/δ развиваемое тангенциальное (рабочее) усилие также стремится к нулю.
На практике, когда линейный шаговый двигатель работает на аэростатической опоре с номинальным зазором δmin = 1, мкм. Подъем полюсов до зазора δo = 80 мкм уменьшает рабочее усилие в 5 раз.
Таким образом, при исходном статическом состоянии, определенном взаимодействием опущенных групп полюсов с ΔX = 0, якорь занимает положение в соответствии с продольным (согласным) расположением зубцов этих полюсов и зубцов индуктора.
Для реализации шагового перемещения в простейшем случае коммутации следует поднять группу полюсов с Δ X = 0 и одновременно опустить группу полюсов с ΔX = τ/4 или ΔX = 3 τ /4 (в зависимости от выбранного направления движения). Для этого напряжение на пьезоэлементе группы с ΔX = 0 изменяется с Umax на Uо, а напряжение на пьезоэлементе с полюсной группой или 3 τ/4 изменяется с Uо на Umax.
Вновь опущенная группа полюсов в силу имеющегося сдвига по нарезке ΔX заставит якорь переместиться на величину единичного шага α=τ/4.
Последовательно производя такие операции со всеми группами зубчатых полюсов, получают шаговое движение двигателя.
По способам коммутации двигатель приспособлен к любому, используемому в настоящее время, т. е. к парной, поочередной коммутации, к коммутации с дробнением шага и т.д.
Двигатель может выполняться с любым числом фаз m от m = 3 и выше. При этом взаимные сдвиги полюсных групп подчиняются тем же соотношением, что и в обычном шаговом двигателе (ШД) ΔX = τ /m.
Двухкоординатный вариант двигателя построен аналогично однокоординатному, но на индукторе осуществлена взаимно пересеченная нарезка зубцов.
Симметрирование полюсных групп с одинаковым сдвигом выполняется для поддержания равномерности рабочего зазора в случае применения аэростатических опор. Действительно, при опускании групп полюсов с определенным значением сдвига увеличивается не только тангенциальная, но и нормальная сила взаимодействия этой группы с магнитомягким индуктором.
Для избежания возможных перекосов, могущих привести к потере работоспособности двигателя (например, если в какой-либо точке δ MIN достигнет нуля), группы полюсов с одинаковым сдвигом по нарезке зубцов (синхронного опускаемых и поднимаемых) располагаются симметрично относительно центра масс якоря.
Изобретение позволяет существенно упростить конструкцию электродвигателя, исключив систему обмоток возбуждения на полюсах и систему их коммутации и снизив тем самым инерционность двигателя, повысить быстродействие электропривода, что в свою очередь приводит к росту производительности автоматизированных устройств. Кроме того, сокращается число трудоемких намоточных операций при изготовлении двигателя.
Claims (2)
1. ЛИНЕЙНЫЙ ШАГОВЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ, содержащий плоский зубчатый магнитомягкий индуктор и якорь с системой установленных в днище его корпуса возбуждаемых постоянными магнитами зубчатых полюсов, сдвинутых относительно друг друга по нарезке зубцов, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия при одновременном упрощении конструкции, он снабжен пьезоэлементами, размещенными между группами полюсов с одинаковым сдвигом по нарезке зубцов и крышкой корпуса якоря, а зубчатые полюса установлены на днище корпуса якоря с возможностью их перемещения в направлении, перпендикулярном плоскости индуктора.
2. Электродвигатель по п.1, отличающийся тем, что группы полюсов с одинаковым сдвигом по нарезке попарно расположены симметрично относительно геометрического центра якоря.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU4783102 RU2030079C1 (ru) | 1990-01-16 | 1990-01-16 | Линейный шаговый электродвигатель |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU4783102 RU2030079C1 (ru) | 1990-01-16 | 1990-01-16 | Линейный шаговый электродвигатель |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2030079C1 true RU2030079C1 (ru) | 1995-02-27 |
Family
ID=21491911
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU4783102 RU2030079C1 (ru) | 1990-01-16 | 1990-01-16 | Линейный шаговый электродвигатель |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2030079C1 (ru) |
-
1990
- 1990-01-16 RU SU4783102 patent/RU2030079C1/ru active
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
Авторское свидетельство СССР N 744830, кл. H 02K 41/02, 1980. * |
Итоги науки и техники. т. 6, Электропривод и автоматизация промышленных установок. М.: ВИНИТИ, 1978, с.72-73. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4857786A (en) | Structure of stepping motor and method of driving the stepping motor | |
US6703806B2 (en) | XYZ-axes table | |
US3299335A (en) | Self-starting direct-current motors having no commutator | |
US5032746A (en) | Linear motor with driving device | |
JPS61203862A (ja) | ステツプ・モ−タ | |
US5214323A (en) | Linear motor with reduced cogging | |
RU2030079C1 (ru) | Линейный шаговый электродвигатель | |
EP0183854A1 (en) | Stepping motor | |
CN113484968B (zh) | 透镜驱动装置、摄像装置及电子设备 | |
KR100595783B1 (ko) | 리니어 모터 및 xy 스테이지 | |
US6597077B2 (en) | Stator coil T-connection for two-phase step motors | |
JPS63310361A (ja) | リニアパルスモ−タ | |
RU2059994C1 (ru) | Синхронный электродвигатель | |
JP2002101636A (ja) | リニアモータ | |
JPH02168846A (ja) | 直接駆動型サーフェイスアクチュエータ | |
JP2001045735A (ja) | リニアモータの可動子構造 | |
RU2030067C1 (ru) | Шаговый электродвигатель | |
GB2294161A (en) | Rotor | |
JPH03169253A (ja) | リニア交流サーボモータ | |
KR100321127B1 (ko) | 리니어 모터용 영구자석 배열 구조 | |
SU174699A1 (ru) | Реверсивный шаговб1й электродвигатель | |
SU1095324A1 (ru) | Однофазный шаговый электродвигатель | |
JPS6377363A (ja) | 高能率モ−タ | |
KR100365009B1 (ko) | 원통형 선형전동기의 코일군 배치 구조 | |
JPS6237054A (ja) | リニアパルスモ−タ |