SU1426477A3

SU1426477A3 - Многофазный шаговый двигатель гибридного типа

Info

Publication number: SU1426477A3
Application number: SU843810694A
Authority: SU
Inventors: Коэлер Жерар
Original assignee: Ля Телемеканик Электрик (Фирма)
Priority date: 1983-11-16
Filing date: 1984-11-15
Publication date: 1988-09-23
Also published as: FR2554988A1; EP0143029A3; EP0143029B1; EP0143029A2; FR2554988B1; CA1235173A; US4595871A; JPS60128857A; DE3479852D1

Abstract

Изобретение относитс к электромашиностроению , а именно к многофазным шаговым двигател м. Цель изобретени - уменьшение массы и габаритов двигател путем повышени эффективности использовани его обмотки. Кажда фаза двигател имеет обмотку 2 в форме тора круглого сечени , центрированного на оси вала 1. Полюсные наконечники в виде симметричных вставленных одна в другую внутренних полу

Description

/ /7

7Й7 3

и

1а

03

Is3

о 4

Ч

В

1 СМ

1

|)аковин 4а и 4, наружных полурако- )рин 7ft и 7«Г, Обмотка 2, посто нный йагнит 6 и каркас 3 составл ют ста- jrop электродвигател . Ротор двига- |гел содержит посто нный магнит 9 и Полюсные наконечники в виде полураке- ;рин 5а и 5ь, Юч и . Все части об

мотки 2 благодар круглому сечению обмотки и полураковин окружены железом , т.е. активны, причем железо находитс в самой непосредственной близости к меди обмотки, что повышает эффективность ее использовани . Зз.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относитс к электромашиностроению , а именно к многофазным шаговым двигател м.

Цель изобретени - уменьшение массы и габаритов двигател путем повышени эффективности использовани его обмотки.

I На фиг.1 показан предлагаемый двигатель , продольный разрез; на фиг.2 - РИД с торца со сн тым держателем под- |ципника; на фиг.З - разрез А-А на фиг.1.

Шаговый электродвигатель вращени гибридного типа (фиг.1-3), содержит две идентичные фазы Б и В, смонтиро- )ванные на одном валу 1 и смещенные |по углу одна относительно другой из- |вестным способом.

I Фаза Б электродвигател включает р себ обмотку 2 в форме тора кругло- |го сечени , центрированного на оси |вала 1. Обмотка 2 защищена снаружи ;каркасом 3, выполненным из электролиз олирующе го материала.

Две симметричные полураковины 4а., 4 Ь (полюсные наконечники) из магнитного материала вставлены одна в другую и окружаю- обмотЛу 2 в диаметральной плоскости Р этой последней.

Две полураковины 4 , 4 Ь в собранном состо нии образуют тор, открытый к валу 1 и покрьгаак дий обмотку 2 подобно тому, как покрышка автомобильной шины покрьгоает камеру.

Две другие полураковины 5а и 5Ь (полюсные наконечники), вставленные одна в другую по диаметральной плоскости Р, расположены в открытой части тора, образованного двум полураковинами 4о| и 4Ь, покрыва таким образом часть обмотки 2, направленную к валу 1. Наружна поверхность полураковин 5, 56 расположена точно в про

должении полураковин 4А, 4 В таким образом , что все эти полураковины образуют тор, центром которого вл етс вал 1. Расположение полураковин 5q,

5fe по отношению к полураковинам 4ц, 4 Ь аналогично расположению обода колеса относительно шины.

На фиг.1 и 3 видно, что первичный узел, образованный обмоткой 2, каркасом 3, полураковинами 4а и 4Ь, св занными с обмоткой 2 посредством каркаса 3, неподвижен и вл етс частью статора двигател .

Вторичный узел, образованный полураковинами 5а, 5fe, жестко св зан с валом 1, вращаетс вместе с этим валом 1, и следовательно, вл етс частью ротора двигател .

На фиг.1 и 3 видно, что один посто нный магнит 6 покрывает наружную поверхность полураковин 4 а, 4Ь статора . Этот посто нный магнит 6, имеющий сечение в форме дуги, может быть вьтолнен из ленты магнитного каучука, длина которой соответствует наружному периметру полураковин , 4, а кра скошены на угол с тем, чтобы примыкать к левой поверхности полураковин. Этот посто нньй магнит 6 намагничи-

ваетс к центру обмотки 2.

Две другие полураковины , 7& (полюсные наконечники), именуемые статорными наружными по отношению к

полураковинам 4й, 4fe, именуемым ста- торными внутренними, вход т друг в друга все в той же диаметральной пло-/ скости Р и покрывают узел, образованный обмоткой 2, каркасом 3, полураковинами 4а., -4Ь и посто нньм магнитом 6, причем этот последний св зывает эти полураковины 7а, 7, с полураковинами 4а 4(,. Весь этот узел

представл ет собой статор фазы Б электродвигател .

Отверстие 8, выполненное в полураковинах 76 и 46 и в магните 6, позвол ет вывести из двигател концы провода (не показаны) обмотки 2,

Посто нньш магнит 9 также установлен на поверхности полура;совин. 5а, 5Ь именуемых роторными, обращенной к валу 1. Этот магнит 9 также выполнен из ленты магнитного каучука и намагничен, как и магнит 6, к центру обмотки 2.

Две другие полураковины Юц, lOj, (полюсные наконечники), именуемые роторными внутренними по отношению к роторным н аружным полураковинам 5а 5Ь, вставлены друг в друга также в диаметральной плоскости Р и покрывают узел, образованный магнитом 9 и полураковинами 5а, 5fe, причем магнит 9 соедин ет эти последние с полураковинами Юа, 10%.

Через полураковины Юо, lOg прохо дит центральное отверстие, в которое вставлен вал 1 двигател .

Вал 1 смонтирован в подшипниках 11, периферийна поверхность которых вставлена в кольцо 12 из немагнитног материала. Кольцо вставлено в полость , вьшолненную в осевом кольцево выступе 13 на полураковине 1л.

Кроме того, на полураковинах 7а и 7& (фиг,2) имеютс четыре лапки 14

вписывающиес в квадрат, описанный относительно диаметра статора, кажда из лапок имеет отверстие, параллельное валу 1, в которое вставлена пола заклепка 15, позвол юща осевое соединение различных полураковин и двух фаз Б и В двигател и служаща также дл креплени последнего.

Две фазы Б и В (фиг.1) вставлены друг в друга по плоскости Р . Это соединение содержит цилиндрический мост 16, вл ющийс частью полурако- вины 1) , котора облегчает такую сборку. Цилиндрический мост содержит ориентиры, служащие дл обеспечени установки по углу двух фаз Б и В, обеспечива одновременно хорошую герметичность этого соединени , в результате чего в воздушные зазоры не проникает пыпь.

Противолежащие концы полураковин 4ц и 5|Я с одной стороны и полурако- вин 4| и 5Ь с другой стороны наход -г10

,

- 25

о .JQ м

,

20

4264774

с на равном рассто нии от вала 1 и снабжены зубцами 17 и 18 (фиг.1 и 3).

На конце наружной статорной полураковины 7а , обращенном к валу 1, выполнены зубцы 19.

На конце роторной полураковины Юа напротив статорной полураковины 7и выполнены зубцы 20. Такие зуб;да 19 и 20 выполнены также на концах полураковин 78 и 10fe. Размеры зубцов 19 и 20 идентичны.

Цилиндрическа поверхность, на которой образованы воздушные зазоры, 15, заключенные между зубцами 17, 18 и 19, 20, имеет диаметр несколько меньше внутреннего диаметра каркаса 3 обмотки 2 с тем, чтобы иметь возможность собирать отдельно статор и ротор .

На фиг.1-3 обозначено:

l - левый р д внутренних зазоров между полюсными наконечниками 4ci и 5ai

1г - правый р д внутренних зазоров между полюсными наконечниками

5сГ;

Ij - левый р д внещних зазороп между полюсными наконечниками 7а и Ю ;

1 правый р д внешних зазоров между полюсными наконечниками 7сГ и ЮсГ;

Р ды 1 -И IT. определ ютс выступами 17 и 18, k р ды 1з и 1 - выступами 19 :i- 20.

ЭлектродвигaтeJlЬ работает следующим образом.

Когда в обмотку 2 подаетс питание заданного направлени , в центре ее возникает поле с направлением Н, например , направленное вверх.

Когда посто нньсЧ магнит 9 имеет полюс N, смежный с полураковинами 5й, 5ь, поток этого магнита выходит исключительно через зубцы 18 полураковины Sq, расположенной в верхней части фиг.1 (стрелки). Оттуда этот поток проходит к зубцам 17 верхней полураковины 4а, порожда часть искомого вращающего момента. Тогда посто нный магнит 6 обращен своим полюсом S к раковинам AQ, 4). Поток должен, следовательно , пройти через посто нный магнит 6 с тем, чтобы выйти исключительно через зубцы 19 нижней полураковины 1Ь, откуда через зубцы 20 он проходит в нижнюю полураковину 10ь, создава вторую часть искомого вршца35

40

45

50

55

joinero момента и возвращаетс в пос- тойнный магнит 9.

I После обратного возбуждени обмотки; 2 магнитный поток проходит после- до;вательно через .полураковины 5Ь, 46, ма|гнит 6, полураковины 6 , 10( ив магнит 9, поворачива в направлении, обратном предьщу1цему.

Толщина полураковин (фиг.1) увеличиваетс по мере приближени к валу 1 с тем, чтобы поддерживать в простра

нстве примерно одинаковое сечение

железа.

В любой точке магнитна 6 и 9 поле оСмотки 2 перпендикул рно направленно намагничивани этого магнита и направлено к одному или другому кон- вд каждого полюсного наконечника (с, 4{„ 5а, 5Ь, , 7Ь, Юс, 10Ь), О1 раничивающему воздушные зазоры.

Такое расположение вызывает соответствующее направление Лотока, идущего , от одного или другого входа S м;

гнитов, с тем, чтобы он выходил че один или другой выход N диамет- р.шьно противоположный входу.

в предлагаемой конструкции существуют два устройства направлени по тэка, расположенные последовательно, - в статоре, другое - в роторе и ограничивающие каждое четьфе р да вЬздушных зазоров на фазу. Эти уст- рЬйства направлени потока управл - к|тс от одной и той же обмотки 2. В|аждый воздушный зазор, ограниченный г:|олюсными наконечниками, охвачен дву Н посто нными магнитами 6 и 9, расположенными один вверх и другой вниз по ходу потока и принадлежащими один статору, другой - ротору.

Кроме того, все части обмотки 2 окружены железом и, следовательно, активны, тогда, как в случае классической обмоткк с вьфезами только часть в вьфезе вл етс активной, а наружные или боковые части не только не работают полезно, но и порождают ненужные сопротивлени .

Более того, благодар круглому ;се- чению обмотки 2 и полураковин, железо находитс в самой непосредственной близости от меди обмотки, в результате чего свод тс к минимуму магнитное сопротивление и магнитное рассе ние.

Наконец магниты 6 и 9 расположены р дом с воздушными зазорами, ограниченными полюсными наконечниками, увеличивает их эффективность.

что

Claims

1. Многофазный шаговый -двигатель гибридного типа, coдepжaD ий на фазу первичный элемент, образующий статор, включающий в себ обмотку и посто нный магнит, снабженный на рабочих поверхност х полюсов двум полюсными наконечниками и вторичный элемент, образующий ротор, вращаюшийс вокруг вала, способньй перемещатьс по отношению к первичному элементу, включающий в себ посто нньй магнит, рабочие поверхности полюсов которого снабжены двум полюсными наконечниками , концы которых с концами полюсных наконечников первичного элемента определ ют зазоры, так что при этом получаетс замкнута магнитна цепь, содержаща посто нные магниты и два замкнутых зазора, причем посто нные магниты первичного и вторичного элементов ориентированы так, чтобы поле обмотки соответствугацей фазы бьшо перпендикул рно направлению их намагниченности и направлено к одному или другому концу каждого из их полюсных наконечников, определ ющих зазоры

5

0

5

так, что двигатель содержит на фазу по два последовательно расположенных устройств направлени потока, одно в первичном элементе, а другое - во вторичном элементе, определ ющих четьфе р да зазоров, отличающийс тем, что, с целью уменьшени массы и габаритов двигател путем повьшени эффективности использовани обмотки, последн имеет форму тора преимущественно круглого сечени с центром на валу двигател , причем полюсные наконечники госто нного магнита статора имеют тороидальную форму и охватывают обмотку, как шина охватывает камеру, а полюсные наконечники посто нного магнита ротора имеют по отношению к обмотке и валу форму, аналогичную форме обода колеса, снабженного шиной, по отношению к камере и оси колеса.

2. Двигатель поп.1, отличающийс тем, что каждьй полюсный наконечник образован двум полурако- винами, вставленными одна в другую- по диаметральной плоскости тора обмотки .

3.Двигатель по п.2, отличающийс ,тем, что внешний диаметр полюсов наконечников магнитов ротора меньше внутреннего диаметра тора об- мотки, при этом обмотка снабжена изо- лирующим защитным каркасом.

4.Двигатель по Ш1.2 и 3, отличающийс тем, что две внешние 10 полураковины полюсных наконечников

посто нного магнита статора, принадлежащие к двум разным фазам, снабжены кажда цилиндрическим выступом дл обеспечени правильной сборки этих двух фаз, а две другие внешние полураковины этих наконечников, принадлежащие двум фазам, имеют калзда осевую цилиндрическую поверхность, в которой размещено немагнитное кольцо, несущее подшипник, который насажен на вал.

Фиа.2

7а

а

Фиг.З