RU2321144C1 - Stepping electric motor - Google Patents
Stepping electric motor Download PDFInfo
- Publication number
- RU2321144C1 RU2321144C1 RU2006142110/09A RU2006142110A RU2321144C1 RU 2321144 C1 RU2321144 C1 RU 2321144C1 RU 2006142110/09 A RU2006142110/09 A RU 2006142110/09A RU 2006142110 A RU2006142110 A RU 2006142110A RU 2321144 C1 RU2321144 C1 RU 2321144C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- rotor
- cylinders
- stator
- teeth
- magnetic
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к электротехнике, в частности к шаговым электродвигателям с реактивными роторами, и может быть использовано в промышленных, транспортных и приборных электромеханических системах.The invention relates to electrical engineering, in particular to stepping motors with jet rotors, and can be used in industrial, transport and instrumentation electromechanical systems.
Известен шаговый электродвигатель, состоящий из корпуса, вала, статора с гладкими полюсами и с трехфазной обмоткой и зубчатого ротора (В.В.Хрущев. Электрические машины систем автоматики. - Л.: Энергоатомиздат, 1985 г.) [1].Known stepper motor, consisting of a housing, shaft, a stator with smooth poles and a three-phase winding and a gear rotor (V.V. Khrushchev. Electric machines of automation systems. - L .: Energoatomizdat, 1985) [1].
Недостатком таких двигателей являются низкие массогабаритные показатели.The disadvantage of these engines are low overall dimensions.
Наиболее близким к заявленному электродвигателю по составу и функциональным признакам является многофазный шаговый электродвигатель, содержащий корпус, вал, ротор с зубцами и статор со смещенными относительно друг друга на 1/m (m - число фаз) зубцового деления ротора фазными зонами, состоящими из рядом расположенных зубчатых полюсов, охватываемых последовательно-встречно соединенными между собой катушками фазы (патент №2113755, Н02К 37/02, опубл. 2003.12.27, Б. №36) [2].The closest to the claimed electric motor in composition and functional features is a multi-phase stepper motor containing a housing, a shaft, a rotor with teeth and a stator with 1 / m (m is the number of phases) of the gear division of the rotor displaced by phase zones relative to each other, consisting of adjacent toothed poles covered by phase coils sequentially counter-connected to each other (patent No. 2113755, Н02К 37/02, publ. 2003.12.27, B. No. 36) [2].
Недостатком данного двигателя являются низкие массогабаритные показатели, поскольку взаимодействие между статором и ротором происходит на одной цилиндрической поверхности в рабочем зазоре.The disadvantage of this engine is the low overall dimensions, since the interaction between the stator and the rotor occurs on one cylindrical surface in the working gap.
Технический результат, на достижение которого направлено заявленное изобретение, заключается в улучшении массогабаритных показателей шагового электродвигателя.The technical result to which the claimed invention is directed is to improve the overall dimensions of a stepper motor.
Технический результат достигается тем, что в электродвигатель, содержащий корпус, вал, магнитопровод ротора с зубцами, пакет статора с многофазной обмоткой и с полюсами, имеющими зубцы, причем зубцы на соседних полюсах сдвинуты относительно друг друга на 1/m зубцового деления, где m - число фаз, введены чередующиеся коаксиальные полые цилиндры ротора и статора, состоящие из ферромагнитных и немагнитных элементов, расположенных вдоль оси вращения, причем цилиндры ротора механически связаны с магнитопроводом ротора, а цилиндры статора - с корпусом, при этом зубцы полюсов и ферромагнитные элементы цилиндров статора, а также зубцы магнитопровода и ферромагнитные элементы цилиндров ротора имеют свои одинаковые угловые положения.The technical result is achieved by the fact that in an electric motor containing a housing, a shaft, a rotor magnetic circuit with teeth, a stator package with a multiphase winding and with poles having teeth, the teeth at adjacent poles are shifted relative to each other by 1 / m of gear division, where m is the number of phases, alternating coaxial hollow cylinders of the rotor and stator are introduced, consisting of ferromagnetic and non-magnetic elements located along the axis of rotation, the rotor cylinders being mechanically connected to the rotor magnetic circuit, and the stator cylinders to by pus, while the teeth of the poles and the ferromagnetic elements of the cylinders of the stator, as well as the teeth of the magnetic circuit and the ferromagnetic elements of the cylinders of the rotor have their same angular positions.
Сущность заявленного изобретения поясняется на Фиг.1-5,The essence of the claimed invention is illustrated in Fig.1-5,
гдеWhere
Фиг.1 - поперечное сечение трехфазного шагового электродвигателя;Figure 1 is a cross section of a three-phase stepper motor;
Фиг.2 - продольное сечение трехфазного шагового электродвигателя;Figure 2 is a longitudinal section of a three-phase stepper motor;
Фиг.3 - часть магнитной системы двигателя;Figure 3 - part of the magnetic system of the engine;
Фиг.4 - графики напряжений питания обмотки двигателя;Figure 4 - graphs of the supply voltage of the motor winding;
Фиг.5 - реализация изобретения в случае двигателя поступательного движения.Figure 5 - implementation of the invention in the case of a translational motion engine.
Здесь: 1 - корпус, 2 - пакет статора, 3 - многофазная обмотка, 4 - магнитопровод ротора, 5 - вал, 6 - полые цилиндры ротора, 7 - полые цилиндры статора, 8 - ферромагнитные элементы полых цилиндров статора и ротора, 9 - немагнитные элементы полых цилиндров статора и ротора, 10 - немагнитный диск, 11 - немагнитная втулка, 12 - статор, 13 - ротор, 14 - пакет статора двигателя поступательного движения, 15 - лайнер, 16 - пластина статора, 17 - пластина лайнера.Here: 1 - housing, 2 - stator package, 3 - multiphase winding, 4 - rotor magnetic circuit, 5 - shaft, 6 - hollow rotor cylinders, 7 - stator hollow cylinders, 8 - ferromagnetic elements of the stator and rotor hollow cylinders, 9 - non-magnetic elements of the hollow cylinders of the stator and rotor, 10 - a non-magnetic disk, 11 - a non-magnetic sleeve, 12 - a stator, 13 - a rotor, 14 - a stator package of a translational motion motor, 15 - a liner, 16 - a stator plate, 17 - a liner plate.
Пакет статора 2 установлен в корпусе 1 и имеет полюсы, на каждом из которых размещена одна из фаз обмотки 3 - А, В и С. На поверхностях полюсов, обращенных к зазору, имеются зубцы. Зубцы на соседних полюсах сдвинуты на треть зубцового деления. Магнитопровод ротора 4 размещен на валу 5 и имеет на наружной поверхности зубцы с тем же угловым шагом, что и зубцы на полюсах статора. Между зубцами полюсов статора и магнитопровода ротора имеются чередующиеся коаксиальные полые цилиндры ротора 6 и статора 7, причем цилиндры ротора механически связаны с магнитопроводом ротора через немагнитный диск 10, а цилиндры статора крепятся к корпусу немагнитной втулкой 11, при этом зубцы полюсов и ферромагнитные элементы 8 цилиндров статора, а также зубцы магнитопровода и ферромагнитные элементы 8 цилиндров ротора имеют свои одинаковые угловые положения.The
На Фиг.3 приведена часть магнитной системы двигателя, на которой показаны силовые линии магнитного потока, проходящего через статор 12 и ротор 13.Figure 3 shows a part of the magnetic system of the engine, which shows the lines of force of the magnetic flux passing through the
Шаговый электродвигатель работает следующим образом. При подаче импульса напряжения на фазу А возникает магнитный поток, проходящий по соответствующим полюсам статора 2. Зубцы магнитопровода 4 ротора и ферромагнитные элементы 8 его полых цилиндров 6 притягиваются к зубцам и ферромагнитным элементам 8 полых цилиндров статора 7, расположенных напротив полюсов с фазой А. При подаче импульса напряжения на фазу В возникает магнитный поток, проходящий по полюсам с этой фазой. Зубцы магнитопровода 4 ротора и ферромагнитные элементы 8 его полых цилиндров 6 притягиваются к зубцам и ферромагнитным элементам 8 полых цилиндров статора 7, расположенных напротив полюсов с фазой В. При этом ротор поворачивается по часовой стрелки на угол, равный одной трети углового зубцового деления. Затем импульс напряжения подается на фазу С, потом на фазы А, В, С и т.д. Для реверса следует изменить порядок чередования фаз, то есть подавать импульсы на фазы в порядке С, В, А, С, В, А.Stepper motor operates as follows. When a voltage pulse is applied to phase A, a magnetic flux occurs, passing along the corresponding poles of
На фиг.5а показан плоский вариант шагового двигателя с большими зубцами. Сила магнитного тяжения определяется формулойOn figa shows a flat version of a stepper motor with large teeth. The force of magnetic traction is determined by the formula
где S - площадь поверхности, на которую действует сила; В - магнитная индукция; μ0 - магнитная постоянная. Сила, действующая на зубцы лайнера 15, зависит от площади поверхностей, показанных жирными линиями.where S is the surface area on which the force acts; B - magnetic induction; μ 0 is the magnetic constant. The force acting on the teeth of the
В случае магнитной редукции применяют малые зубцы (фиг.5б). В данном шаговом двигателе зубцов в три раза больше, но их высота в три раза меньше для сохранения картины магнитного поля. В результате суммарная площадь действия силы сохраняется, как и сама сила.In the case of magnetic reduction, small teeth are used (Fig. 5b). In this stepper motor, the teeth are three times more, but their height is three times less to preserve the magnetic field picture. As a result, the total area of action of the force is preserved, as well as the force itself.
На Фиг.5в показан двигатель с одной дополнительной пластиной статора 16 и одной дополнительной пластиной лайнера 17. Пластины статора и лайнера состоят из ферромагнитных и немагнитных элементов (ферромагнитные элементы заштрихованы). Количество зубцов соответствует количеству зубцов в случае двигателя на Фиг.5б, но против каждого зубца лайнера есть ферромагнитный элемент, на который действуют силы со стороны зубца и ферромагнитного элемента статора. В результате общая сила будет в три раза больше.Fig. 5c shows a motor with one
Таким образом, введением дополнительных полых цилиндров статора и ротора получен шаговый электродвигатель с моментом, увеличенным в несколько раз, но при тех же габаритных размерах.Thus, by introducing additional hollow cylinders of the stator and rotor, a stepper motor with a torque increased several times, but with the same overall dimensions, was obtained.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006142110/09A RU2321144C1 (en) | 2006-11-02 | 2006-11-02 | Stepping electric motor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006142110/09A RU2321144C1 (en) | 2006-11-02 | 2006-11-02 | Stepping electric motor |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2321144C1 true RU2321144C1 (en) | 2008-03-27 |
Family
ID=39366477
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2006142110/09A RU2321144C1 (en) | 2006-11-02 | 2006-11-02 | Stepping electric motor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2321144C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2544836C1 (en) * | 2013-08-23 | 2015-03-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева-КАИ" | Stepping motor |
RU2596145C1 (en) * | 2015-05-28 | 2016-08-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева-КАИ" (КНИТУ-КАИ) | Stepping motor |
-
2006
- 2006-11-02 RU RU2006142110/09A patent/RU2321144C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2544836C1 (en) * | 2013-08-23 | 2015-03-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева-КАИ" | Stepping motor |
RU2596145C1 (en) * | 2015-05-28 | 2016-08-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева-КАИ" (КНИТУ-КАИ) | Stepping motor |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101241078B1 (en) | Planetary geared motor and dynamo | |
MXPA01006432A (en) | Clan pole generator. | |
EP1544978A3 (en) | Axial gap motor | |
MX2007004538A (en) | Interior magnet machine with non-perpendicular slots. | |
EP2528207A1 (en) | Brushless electric machine | |
WO2012164276A2 (en) | Torque tool with synchronous reluctance motor | |
CN111799974B (en) | Cycloid reluctance motor with rotor permanent magnets | |
RU2321140C1 (en) | Synchronous electric motor | |
US8004133B2 (en) | Epitrochoidal electric motor | |
JPH10155262A (en) | Magnet type brushless motor | |
RU2321144C1 (en) | Stepping electric motor | |
DE102019214623A1 (en) | Synchronous machine, electrical drive device comprising a synchronous machine, and control method for a synchronous machine | |
US11742737B2 (en) | Low noise gear motor with dissymetric electric motor | |
WO2019125347A1 (en) | Contra-rotating synchronous electro-mechanical converter | |
JP2011151902A (en) | Permanent magnet type rotary machine | |
RU2327272C2 (en) | Modular end face motor with a crosswise magnetic flux | |
GB2490816A (en) | Electricity Generating Unit | |
WO2019022100A1 (en) | Rotary electric machine | |
RU2356155C1 (en) | Synchronous motor | |
RU2538774C1 (en) | Motor wheel for drive of vehicles | |
RU2437200C1 (en) | Non-contact reduction machine with axial excitation | |
RU2362259C1 (en) | Permanent magnet motor | |
JP6404092B2 (en) | Motor with resolver, motor resolver structure | |
US20120200249A1 (en) | Two-phase permanent magnet step motor for motion control | |
RU2543522C2 (en) | Mechatronic device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20091103 |