RU2708453C1 - Electromagnetic motor for rotation at given angle - Google Patents

Electromagnetic motor for rotation at given angle Download PDF

Info

Publication number
RU2708453C1
RU2708453C1 RU2018147239A RU2018147239A RU2708453C1 RU 2708453 C1 RU2708453 C1 RU 2708453C1 RU 2018147239 A RU2018147239 A RU 2018147239A RU 2018147239 A RU2018147239 A RU 2018147239A RU 2708453 C1 RU2708453 C1 RU 2708453C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
rotor
rotation
stator
teeth
electromagnetic motor
Prior art date
Application number
RU2018147239A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сергей Анатольевич Смирнов
Валерий Митрофанович Глебов
Андрей Викторович Анискин
Original Assignee
Федеральное государственное унитарное предприятие "Московское опытно-конструкторское бюро "Марс" (ФГУП МОКБ "Марс")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное унитарное предприятие "Московское опытно-конструкторское бюро "Марс" (ФГУП МОКБ "Марс") filed Critical Федеральное государственное унитарное предприятие "Московское опытно-конструкторское бюро "Марс" (ФГУП МОКБ "Марс")
Priority to RU2018147239A priority Critical patent/RU2708453C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2708453C1 publication Critical patent/RU2708453C1/en

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K33/00—Motors with reciprocating, oscillating or vibrating magnet, armature or coil system
    • H02K33/16—Motors with reciprocating, oscillating or vibrating magnet, armature or coil system with polarised armatures moving in alternate directions by reversal or energisation of a single coil system
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K37/00—Motors with rotor rotating step by step and without interrupter or commutator driven by the rotor, e.g. stepping motors
    • H02K37/10—Motors with rotor rotating step by step and without interrupter or commutator driven by the rotor, e.g. stepping motors of permanent magnet type
    • H02K37/12—Motors with rotor rotating step by step and without interrupter or commutator driven by the rotor, e.g. stepping motors of permanent magnet type with stationary armatures and rotating magnets
    • H02K37/14—Motors with rotor rotating step by step and without interrupter or commutator driven by the rotor, e.g. stepping motors of permanent magnet type with stationary armatures and rotating magnets with magnets rotating within the armatures
    • H02K37/16—Motors with rotor rotating step by step and without interrupter or commutator driven by the rotor, e.g. stepping motors of permanent magnet type with stationary armatures and rotating magnets with magnets rotating within the armatures having horseshoe armature cores

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)

Abstract

FIELD: machine building.SUBSTANCE: present invention relates to electrical engineering and machine building, namely, to DC motors, and can be used in electric drives where multiple movement with fixation in extreme positions is required. Electromagnetic motor for rotation at preset angle comprises stationary stator 1 made in the form of horseshoe, at the ends of which there are teeth 2 with windings 3. On axle 4 there is rotor 5 consisting of magnetically soft core with permanent magnet 6 installed on its end, and also mechanical stop 7 limiting rotation around axis 4 of rotor 5 to preset angle A. In extreme positions rotor 1 is attracted to stator teeth, which prevents spontaneous rotation of rotor 1.EFFECT: higher reliability.1 cl, 4 dwg

Description

Настоящее изобретение относится к области электротехники и машиностроения, а именно к двигателям постоянного тока и может быть использовано в электроприводах, где требуется многократное перемещение с фиксацией в крайних положениях, например, в качестве электропривода для открытия крышки оптических приборов.The present invention relates to the field of electrical engineering and mechanical engineering, in particular to DC motors and can be used in electric drives where multiple movement is required with locking in extreme positions, for example, as an electric drive to open the cover of optical devices.

Наиболее близким к предлагаемому устройству является устройство синхронного двигателя, вращательное движение в котором основано на последовательном притяжении ротора обмотками статора [1]. Движение данного механизма основано на быстром переключении обмоток, которые за счет изменения магнитного поля, вращают ротор в заданном направлении.Closest to the proposed device is a synchronous motor device, the rotational movement in which is based on the sequential attraction of the rotor by the stator windings [1]. The movement of this mechanism is based on the rapid switching of the windings, which, due to a change in the magnetic field, rotate the rotor in a given direction.

Недостатком известного устройства является отсутствие фиксации ротора в крайних положениях, невозможность поворота на определенный угол (например, для открытия крышки), сложность переключения питающего напряжения для вращения ротора, большие массу и габариты.A disadvantage of the known device is the lack of fixation of the rotor in extreme positions, the inability to rotate a certain angle (for example, to open the lid), the difficulty of switching the supply voltage to rotate the rotor, large mass and dimensions.

Техническим результатом изобретения является расширение функциональных возможностей за счет фиксации магнитного ротора в крайних положениях без подачи питания на обмотки статора.The technical result of the invention is the expansion of functionality by fixing the magnetic rotor in extreme positions without supplying power to the stator windings.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном электромагнитном двигателе, содержащем неподвижный статор с обмотками и вращающийся ротор с постоянными магнитами, дополнительно статор выполнен в форме подковы, на концах которой расположены зубцы с обмотками, а ротор установлен между двумя неподвижными упорами, определяющими угол поворота ротора, с возможностью перемещения между ними, при этом ротор имеет два или более зубцов с чередующимися магнитными полюсами, а на статоре расположены 2 или более зубцов с обмотками, и статор состоит из двух или более электромагнитов, не объединенных единым сердечником.The specified technical result is achieved by the fact that in the known electromagnetic motor containing a fixed stator with windings and a rotating rotor with permanent magnets, the stator is additionally made in the shape of a horseshoe, at the ends of which are teeth with windings, and the rotor is installed between two fixed stops that determine the angle of rotation the rotor, with the ability to move between them, while the rotor has two or more teeth with alternating magnetic poles, and on the stator there are 2 or more teeth with windings, and the stator consists of two or more electromagnets that are not united by a single core.

Ротор будет притягиваться к концам статора, тем самым фиксируясь в крайних положениях. Для поворота ротора на требуемый угол на обмотки статора кратковременно подается постоянный электрический ток, который, при помощи магнитного поля, созданного обмотками статора, сообщает вращательное движение магнитному ротору.The rotor will be attracted to the ends of the stator, thereby locking in extreme positions. To rotate the rotor to the required angle, a constant electric current is briefly applied to the stator windings, which, using the magnetic field created by the stator windings, imparts rotational motion to the magnetic rotor.

На фиг. 1 показана схема электромагнитного двигателя с возможностью поворота на 80-128 градусов, с одноконечным ротором, на фиг. 2 - схема электромагнитного двигателя с возможностью поворота на 130-178 градусов, с четырехконечным ротором, на фиг. 3 - схема электромагнитного двигателя с возможностью поворота на 130-178 градусов, с двухконечным ротором, на фиг. 4 - пример реализации механизма закрытия крышки бленды оптического прибора электромагнитным двигателем.In FIG. 1 shows a diagram of an electromagnetic motor rotatably 80-128 degrees, with a single-end rotor, in FIG. 2 is a diagram of an electromagnetic motor rotatably 130-178 degrees, with a four-pointed rotor, in FIG. 3 is a diagram of an electromagnetic motor with a possibility of rotation of 130-178 degrees, with a two-pointed rotor, in FIG. 4 is an example implementation of a mechanism for closing the hood of an optical device with an electromagnetic motor.

Электромагнитный двигатель для поворота на заданный угол (фиг. 1) содержит неподвижный статор 1, выполненный в форме подковы, на концах которой расположены зубцы 2 с обмотками 3, расположенный на оси 4 магнитный ротор 5, состоящий из магнитомягкого сердечника с установленным на его конце постоянным магнитом 6, а также механический упор 7, ограничивающий вращение вокруг оси 4 ротора 5 до заданного угла А. Упор 7 выполнен в виде двух выступающих деталей, ограничивающих вращение ротора 5 в пределах от 80° до 128° градусов. Статор 1 может быть выполнен из двух или более электромагнитов, не объединенных единым сердечником, что позволяет уменьшить габаритные размеры и массу устройства.The electromagnetic motor for rotation at a given angle (Fig. 1) contains a fixed stator 1 made in the shape of a horseshoe, at the ends of which there are teeth 2 with windings 3, a magnetic rotor 5 located on the axis 4, consisting of a soft magnetic core with a constant installed at its end magnet 6, as well as a mechanical stop 7, restricting the rotation around the axis 4 of the rotor 5 to a predetermined angle A. The stop 7 is made in the form of two protruding parts restricting the rotation of the rotor 5 in the range from 80 ° to 128 ° degrees. The stator 1 can be made of two or more electromagnets that are not united by a single core, which allows to reduce the overall dimensions and weight of the device.

Упор 7 выполнен таким образом, чтобы ротор 5 мог свободно вращаться вокруг неподвижной оси 4 на угол А, который может быть от 80° до 128° градусов.The stop 7 is made so that the rotor 5 can freely rotate around a fixed axis 4 at an angle A, which can be from 80 ° to 128 ° degrees.

В крайних положениях ротор 5 притягивается к зубцам 2 статора 1, что предотвращает самопроизвольное вращение ротора 5.In extreme positions, the rotor 5 is attracted to the teeth 2 of the stator 1, which prevents spontaneous rotation of the rotor 5.

Электромагнитный двигатель для поворота на заданный угол работает следующим образом.An electromagnetic motor for rotation at a given angle operates as follows.

На обмотки 3 (фиг. 1) статора 1 подается напряжение так, чтобы в них создалось магнитное поле, отталкивающее магнитный ротор 5, что приводит к вращению ротора. Упор 7 дает небольшое отклонение ротора 5 от середины зубца 2 статора 1, что позволяет задать направление вращению. В процессе разворота начинают действовать силы притяжения ротора 5 магнитным полем обмотки 3. Вращение ротора 5 останавливается упором 7, при этом магнитный ротор 5 притягиваясь к зубцам 2 статора 1 и фиксируется от вращения вокруг оси 4.Voltage is applied to the windings 3 (Fig. 1) of the stator 1 so that a magnetic field is created in them, repelling the magnetic rotor 5, which leads to rotation of the rotor. The stop 7 gives a slight deviation of the rotor 5 from the middle of the tooth 2 of the stator 1, which allows you to set the direction of rotation. In the process of turning, the attractive forces of the rotor 5 begin to act with the magnetic field of the winding 3. The rotation of the rotor 5 is stopped by the stop 7, while the magnetic rotor 5 is attracted to the teeth 2 of the stator 1 and is fixed from rotation around axis 4.

После поворота ротора 5 напряжение на обмотках 3 статора 1 для фиксации вращения ротора 5 не требуется. Для обратного движения двигателя, необходимо сменить полярности обмоток 3, согласно изобретению.After turning the rotor 5, the voltage across the windings 3 of the stator 1 is not required to fix the rotation of the rotor 5. For the reverse movement of the motor, it is necessary to change the polarity of the windings 3, according to the invention.

Сердечник статора 1 может быть изготовлен из электротехнической стали или из другого магнитомягкого материала.The stator core 1 may be made of electrical steel or other soft magnetic material.

Сердечник ротора 5 может быть изготовлен из электротехнической стали или полностью быть постоянным магнитом.The core of the rotor 5 may be made of electrical steel or completely be a permanent magnet.

Как вариант исполнения электромагнитный двигатель (фиг. 2) содержит ротор 8 в виде четырехконечной звезды, концы которой имеют магнитные полюса. Усилие удержания вращения ротора 8 больше, чем в электромагнитном двигателе на фиг. 1, благодаря притяжению концов ротора сразу к двум зубцам 2 статора 1.As an embodiment, the electromagnetic motor (Fig. 2) contains a rotor 8 in the form of a four-pointed star, the ends of which have magnetic poles. The rotational holding force of the rotor 8 is greater than in the electromagnetic motor of FIG. 1, due to the attraction of the ends of the rotor immediately to two teeth 2 of the stator 1.

Как вариант исполнения электромагнитный двигатель (фиг. 3) содержит двухконечный ротор 9, при этом удержание вращения ротора, как и на фиг. 2, происходит от притяжения ротора 9 сразу к двум зубцам 2 статора 1.As an embodiment, the electromagnetic motor (FIG. 3) comprises a two-pointed rotor 9, while holding the rotation of the rotor, as in FIG. 2, comes from the attraction of the rotor 9 immediately to two teeth 2 of the stator 1.

Магнитное поле между магнитным ротором 10 (фиг. 4) и зубцами 2 статора 1 удерживает крышку И в закрытом положении. Небольшое отклонение ротора 10 от середины зубца 2 задает направление вращению ротора 10 относительно оси 4 при подаче напряжения на обмотки 3 статора 1. В качестве упора, при закрытом положении крышки 11, может быть использована бленда 12 оптического прибора.The magnetic field between the magnetic rotor 10 (Fig. 4) and the teeth 2 of the stator 1 holds the lid And in the closed position. A slight deviation of the rotor 10 from the middle of the tooth 2 sets the direction of rotation of the rotor 10 relative to the axis 4 when applying voltage to the windings 3 of the stator 1. As a stop, with the closed position of the cover 11, a lens hood 12 of the optical device can be used.

Электромагнитный двигатель (для всех фигур) содержит статор 1 имеющий два или более зубца 2 с обмотками 3, расположенными так, чтобы магнитный ротор между ними притягивался к зубцам 2 статора 1, тем самым, предотвращая его вращение.The electromagnetic motor (for all figures) contains a stator 1 having two or more teeth 2 with windings 3 located so that the magnetic rotor between them is attracted to the teeth 2 of stator 1, thereby preventing its rotation.

Таким образом, предлагаемый электромагнитный двигатель позволяет в малых габаритах многократно осуществлять поворот ротора на заданный угол, способен работать при больших разбросах температур и в условиях низкого давления, не требует управления питающим напряжением и не требует наличие питания для удерживания положения ротора в крайних положениях.Thus, the proposed electromagnetic motor makes it possible to repeatedly rotate the rotor by a predetermined angle in small dimensions, is able to operate at large temperature variations and in low pressure conditions, does not require supply voltage control and does not require power to hold the rotor in extreme positions.

Источники известностиSources of fame

1. Патент №2354030, 09.12.2005, Н02К 1/27, Н02К 21/121. Patent No. 2354030, 12/09/2005, Н02К 1/27, Н02К 21/12

Claims (1)

Электромагнитный двигатель для поворота на заданный угол, содержащий неподвижный статор с обмотками и вращающийся ротор с постоянными магнитами, отличающийся тем, что статор выполнен в форме подковы, на концах которой расположены зубцы с обмотками, а ротор имеет более двух зубцов с чередующимися магнитными полюсами с возможностью поворота на 130-178 градусов, или ротор, являясь одноконечным или двухконечным, установлен между двумя неподвижными упорами, обеспечивающими отклонение ротора от середины концов статора и определяющими угол поворота ротора в пределах от 80 до 128 градусов или от 130 до 178 градусов.An electromagnetic motor for rotation by a predetermined angle, comprising a fixed stator with windings and a rotating rotor with permanent magnets, characterized in that the stator is made in the shape of a horseshoe, at the ends of which there are teeth with windings, and the rotor has more than two teeth with alternating magnetic poles with the possibility of rotation by 130-178 degrees, or the rotor, being single-ended or two-pointed, is installed between two fixed stops, providing the rotor deviates from the middle of the stator ends and determines the rotation angle rotor company ranging from 80 to 128 degrees or from 130 to 178 degrees.
RU2018147239A 2018-12-28 2018-12-28 Electromagnetic motor for rotation at given angle RU2708453C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018147239A RU2708453C1 (en) 2018-12-28 2018-12-28 Electromagnetic motor for rotation at given angle

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018147239A RU2708453C1 (en) 2018-12-28 2018-12-28 Electromagnetic motor for rotation at given angle

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2708453C1 true RU2708453C1 (en) 2019-12-09

Family

ID=68836726

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018147239A RU2708453C1 (en) 2018-12-28 2018-12-28 Electromagnetic motor for rotation at given angle

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2708453C1 (en)

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2550221A1 (en) * 1975-11-08 1977-05-18 Jacke Gmbh & Co Kg Electrical machine with moving and fixed permanent magnets - has coils for instantaneous reversal of selected magnets
SU1387129A1 (en) * 1985-04-23 1988-04-07 Предприятие П/Я А-1097 Wave electric motor
RU94042554A (en) * 1992-06-15 1996-09-20 В.П. Наседкин Electric motor
EP1467472A2 (en) * 2003-03-18 2004-10-13 Johnson Electric S.A. Electric motor
JP2005287139A (en) * 2004-03-29 2005-10-13 Seiko Precision Inc Electromagnetic actuator and its manufacturing method
EP2441158A1 (en) * 2009-06-12 2012-04-18 Braun GmbH Electric motor for a small electric device
CN105743319A (en) * 2016-02-19 2016-07-06 胡建坤 Swing motor and electric clipper
WO2018078847A1 (en) * 2016-10-31 2018-05-03 タカノ株式会社 Rotary solenoid

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2550221A1 (en) * 1975-11-08 1977-05-18 Jacke Gmbh & Co Kg Electrical machine with moving and fixed permanent magnets - has coils for instantaneous reversal of selected magnets
SU1387129A1 (en) * 1985-04-23 1988-04-07 Предприятие П/Я А-1097 Wave electric motor
RU94042554A (en) * 1992-06-15 1996-09-20 В.П. Наседкин Electric motor
EP1467472A2 (en) * 2003-03-18 2004-10-13 Johnson Electric S.A. Electric motor
JP2005287139A (en) * 2004-03-29 2005-10-13 Seiko Precision Inc Electromagnetic actuator and its manufacturing method
EP2441158A1 (en) * 2009-06-12 2012-04-18 Braun GmbH Electric motor for a small electric device
CN105743319A (en) * 2016-02-19 2016-07-06 胡建坤 Swing motor and electric clipper
WO2018078847A1 (en) * 2016-10-31 2018-05-03 タカノ株式会社 Rotary solenoid

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6272293B2 (en) Brushless DC motor
KR880700519A (en) DC motor
RU2708453C1 (en) Electromagnetic motor for rotation at given angle
US8956059B1 (en) Shutter with power-free magnetic detent
JP5426011B2 (en) Method and amplifier for operating a synchronous motor
US3821567A (en) Means correcting a wrong way directional rotation of a rotating member
CN111108670B (en) Variable reluctance actuator
CN108604489B (en) Bistable electromechanical actuator
RU98104114A (en) MAGNETIC CHAINS IN A ROTATING SYSTEM FOR GENERATION AS MECHANICAL ENERGY, SO AND ELECTRIC ENERGY
JP2717601B2 (en) Suction / repulsion motor
JPH10174409A (en) Movable magnet type rotary actuator
US20200127546A1 (en) Dc motor-dynamo
RU200721U1 (en) ELECTRIC MOTOR
JP2006284803A (en) Actuator, sector driving device and camera
KR20010064185A (en) Rotary linear motor
KR200270839Y1 (en) Aaaaa
SU1415352A1 (en) Stepping electric motor
JP2005094932A (en) Motor driving device
JP2005117834A (en) Motor drive unit
JP2016144276A (en) Electromagnetic actuator, wing driving device, and camera
JP2023001836A (en) Ultimate motor making control of voltage, current, frequency, and so on unnecessary at all
JP2016182011A (en) Electromagnetic actuator, blade driving device, and camera
SU957364A1 (en) One-phase stepping motor
RU126538U1 (en) MAGNETIC ENGINE
EP0208657A2 (en) Electronic-reverse self-synchronous electric motor

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20201229