SU1432680A1 - Линейный шаговый электродвигатель - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электротехнике , а именно к электродвигател м с линейным перемещением рабочего органа, и может быть использовано в системах автоматики. Цель изобретени  - улучшение т говой характеристики и повьшение частоты приемистости . Линейный шаговый электродвигатель содержит неподвижный ферромагнитный элемент 1 с зубцами 2, выполненными с шагом С , и подвижный  корь 3, сост то щий из посто нного магнита 4 и двухполюсных сердечников 5 и 6. Сердечник 5 вьтолнен Ш-образным и содержит  рмо 7, два боковых стержн  8 и центральный стержень 9. Сердечник 5 установлен внутри П-образного сердечника 6, имеющего  рмо 10 и стержни 1 1 и 12, Посто нный магнит 4 установлен между  рмом 7 сердечника 5 и  рмом 10 сердечника 6. Торцовые поверхности стержней 11 и 12 сердечника 6, обращенные к зубчатому элементу ; 1, образуют пару магнитных полюсов. Торцовые поверхности центрального стержн  9 и торцовые поверхности бо- ковых стержней 8 сердечника 5 обра- s зуют вторую пару полюсов. Поставленна  цель достигаетс  за счет того, что обмотка управлени  18 установлена на центральном стержне Ш-образного сердечника, в результате чего за счет наличи  его боковых стержней она ока- зьшаетс  экранированной в магнитном отношении от магнитных потоков рассе ни  обмотки управлени  17. 7 ил. Направление движение (Л С

Description

6fOV9570f f7 i2

I I

lirnill II/

16

Изобретение относитс  к электротехнике , к электрическим машинам с линейным шаговым перемещением рабочего органа и может быть использовано в системах автоматики.

Целью изобретени   вл етс  улучшение т говой характеристики и частоты приемистрсти.

На фиг.1 показан линейный шаговый электродвигатель, общий вид; на фиг.2 6 - схема, по сн юща  принцип его работы; на фиг.7;#- схема путей протекани  потоков рассе ни  обмоток управлени .

Линейный шаговый электродвигате ть (фиг.1) содержит неподвижный ферромагнитный зубчатый элемент 1, представл ющий собой плиту из магнитом г- кой стали, на одной из поверхностей которой в направлении, перпендикул рном направлению движени , выполнен) зубць 2 с шагом S и подвижный  корь 3, включаю ;;ий посто нный магнит 4, охваченный 5 и охватываюпщй 6 сердеч- НИКИ. Сердечник 5 выполнен в виде Ш-образного сердечника и содержит  рмо 7, два боковых стержн  8 и центральный стержень 9. Сердечник 5 установлен }знутри П-образного сер- дечника 6, имеющего  рмо 10 и два стержн  11 и 12. Посто нщзШ магнит

4установлен между  рмом 7 сердечника 5 и  рмом 10 сердечника 6. Торцевые поверхности стержней 11 и 12 сердечника 6, обращенные к зубчатому элементу 1, образуют пару магнит- полюсов. Торцевые поверхности центрального стержн  9 и торцевые поверхности боковых стержней 8 сердеч- ника 5 образуют втору о пару магнит- полюсов. На указанных

(торцевых поверхност х стержней 8, 9, 11 и 12) выполнень группь 13-16 зубцов соответственно с тем же шагом t и в том же направлении, что и зyбL. 2 неподвижного элемента 1, Группы зубцов двух полюсов каждого и сердечников смещены между собой на величину €Г,(К+1/2), т.е. зубцы груп пы 13 и зубцы группы 14 сердечника

5смещены между собой на величину C j,(K±l/2) аналогично, как и зубцы группь 15 смещены на величину 2 (К+ +1/2) относительно зубцов группы 16 серде 1шика 6. Группь зубцов разнь х сердечников смещены друг относительн друга на величину Т ( ±1/4), т.е группа зубцов 13 сердеч 1ика 5 смещена относительно 15 зубцов сердечника 6 на величину ( +1/4), аналогично группа 14 зубцов смещена относительно группы 16 зубцов. Суммарное число зубцов, выполненных на боковых стержн х 8 сердечника 5 (т.е. число зубцов группы 13), равно числу зубцов центрального стержн  9 этого сердечника и равно числу зубцов стержней 15 и 16, т.е. число зубцов в каждой из групп 13-16 одинаково . При нечетном числе зубцов в группах числа зубцов стержней 8 сердечника 6 отличаютс  на единицу. На стержн х 11 и 12 сердечника 6 установлены две согласно соединенные катушки 17, образу ощие обмотку управлени  сердечника 6 (возможна установка только одной катушки на одном из стержней 1I или 12), а на. це 1тральном стержне 9 Сердечника 5 установлена обмотка упралени  18 в виде одной катушки с число витков, равнь м числу витков обмотки 17 управлени „ Якорь 3 за счет опор скольжени , качени  или аэродинами- ческих (на фиг.1-3 не показаны) выставлен по отношению к зубчатому элементу 1 с некоторым зазором 5 и может перемещатьс  в направлени х, nor. казанных на фиг.1 стрелками.

Линейный шаговьм электродвигатель работает следующим образом.

Предположим, что при обесточенных обмотках 17 и 18 управлени   корь 3 находитс  в таком исходном положении что .группа 15 зубцов сердечника 6  вл етс  оппозитно расположенной по отношению к зубцам 2 зубчатого элемента 1. Магнитный поток Р посто нного магнита 4 при этом распределен между группами зубцов 13-16, как показано на фиг,2 сгшошньнчи лини ми, при этом через каждую из групп 13 и 14 зубцов

проходит магнитный поток

Ot: -- ф

При обесточенной обмотке 17 управлени  и запитке обмотки 18 управлени  током такого направлени  и такой величины , что магнитнь й поток Р, этой обмотки в центральном стержне 9 сердечника 5 совпадает по величине и по направлению с потоком посто нного ма гнита в этом стержне (фиг.З), поток группы зубцов 14 увеличиваетс  приблизительно в 2 раза и составл ет Ф,, а поток группь 13 зубцов стержней 8 уменьшаетс  до нул . Величины магнитных потоков групп 15 и 16 зубцов при

этом практически не измен ютс . Под действием сил магнитного прит жени  между зубцами 2 зубчатого элемента I и группой 14 зубцов  кор  3 послед- г НИИ перемещаетс  в такое положение, при котором группа 14 зубцов располагаетс  оппозитно к зубцам 2, т.е.  корь смещаетс  вправо на величину, равную 1/4 шага Г , 10

При последующем обесточении обмотки 18 управлени  и запитке обмотки 17 управлени  током такого направлени  и такой величины, что магнитный поток Ф этой обмотки совпадает по (5 величине и по направлению с магнитным потоком посто нного магнита в стержне 12 сердечника 6 (фиг.4) поток группы 16 зубцов увеличиваетс  приблизительно в 2 раза и составл ет величину , 20 а поток группы 15 зубцов уменьшаетс  до нул . Под действием сил магнитного прит жени  между зубцами 2 зубчатого элемента 1 и группой 16 зубцов  кор  3 последний перемещаетс  в положение, 25 при котором группа I6 зубцов располагаетс  оппозитно зубцам 2, т.е. он перемещаетс  снова вправо на величину, равную 1/4 шага С.

При последующем обесточении обмот-ЗО ки 17 управлени  и запитке обмотки 18 .управлени  током той же величины, но противоположного направлени , изображенного на фиг.З (фиг.5), суммар- ньй поток зубцов группы 13 увеличиваетс  в два. раза до величины , а поток- зубцов группы 14 уменьшаетс  до нул , в результате чего  корь 3 снова смещаетс  вправо на величину, равную 1/4 2 40

При последующем обесточении обмотки 18 управлени  и запитке обмотки 17 управлени  током той же величины, но.противоположного направлени , изображенного на фиг.4 (фиг.6),  корьке снова смещаетс  вправо на величину

1/4 2Дальнейшее движение  кор  вправо имеет место при последующем чередова-

НИИ его магнитных состо ний в соот- ветствии с вьшеизложенньгм. Реверс движени   кор  осуществл етс  путем чередовани  его магнитных состо ний в обратном пор дке за счет соответствующего алгоритма запитки обмоток управлени .

Улучшение т говьк характеристик и частоты приемистости достигаетс  тем, что обмотка 18 управлени  установлена на центральном стержне Ш-об- разного сердечника, в результате чего за счет наличи  его боковых стержней она оказьшаетс  экранированной в магнитном отношении от магнитных потоков рассе ни  обмотки 17 управлени . Пути протекани  потоков рас- се ни  Ф и (Р обмоток 17 и 18 показаны на фиг.7, из которой следует, что потоки рассе ни  каждой из обмоток сцепл ютс  с витками только своей обмотки.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Линейн.1й шаговый электродвигатель, содержащий ферромагнитный зубчатый элемент с шагом зубцов f и  корь, состо щий из охватьшающего и охваченного двухполюсных сердечников с установленными на них обмотками управлени  посто нного магнита, расположенного между  рмами сердечников, причем на торцовых поверхност х стержней сердечников, обращенных к зубчатому элементу, выполнены группы зубцов с шагом с: , отличающийс  тем, что, с целью улучшени  т говой характеристики и повьш1ени  частоты приемистости, охваченный сердечник вьшолнен Ш-образного профил  с числом зубцов на боковых стержн х, равным числу зубцов на центральном стержне и равным числу зубцов каждого из стержней охватывающего сердечника, а обмотка управлени  Ш-образного сердечника установлена на его центральном стержне.

   3 5 «Р/, /

   I/

   Ь в 5 Ч 9 н 1 8 в I I //

   .

   Фа.д

   л г

   / 1Ъ 1ii з Фиг.2

   % 2 б I/ / / , П

   11

   ФазМ

   Л f- 2 Ч 6 f8 .

   17

   (Ри.6

   fe.7