SU1529365A1 - Шаговый электродвигатель с кат щимс ротором - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано в тихоходном малоинерционном электроприводе. Изобретение позвол ет повысить КПД и упростить конструкцию двигател . Шаговый электродвигатель с кат щимс  ротором содержит статор 1 с опорной конической поверхностью 2, с обмотками 3 управлени  и зубчатой конической поверхностью 4, дисковый ротор 5 с зубчатой конической поверхностью 6 и упругий подвес 7, соединенный с одного торца с ротором 5, а с другого с выходным валом 8. При последовательном переключении катушек обмотки 3 зубчата  коническа  поверхность 6 ротора обкатывает неподвижную зубчатую коническую поверхность 4 статора. Вследствие разницы зубьев на этих поверхност х ротор 5 имеет вращение вокруг своей оси с низкой частотой. Положительный эффект достигаетс  за счет того, что угол β между поверхностью, образованной впадинами конических зубьев зубчатой поверхности статора и основанием делительного конуса зубчатой поверхности обкатывани  статора, удовлетвор ет соотношению COSβ*98(I-1)/I, где I - коэффициент редукции на зубчатых конических поверхност х обкатывани , а упругий подвес ротора выполнен в виде прорезной пружины. 1 ил.

Description

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано в тихоходном малоинерциониом электроприводе .

Цель изобретени  повышение КПД и упрощение конструкции.

На чертеже представлен электродвигатель , продольный разрез.

Шаговый электродвигатель состоит из статора 1 с опорной конической поверхностью 2, обмотками 3 управлени  и зубчатой поверхностью 4, дискового ротора 5с зубчатой поверхностью 6, который установлен с углом наклона /3 относительно плоскости основани  делительного конуса зубчатой поверхности статора, причем центр основани  делительного конуса зубчатой поверхности ротора О, смещен относительно оси делительного конуса зубчатой поверхности статора на величину е. Упругий подв 7 вьшолнен в виде прорезной пружины , соединенной с одного торца с ротором 5, а с другого - с выходным валом 8..

(

Исход  из необходимого угла наклона /5 ротора относительно плоскости основани  делительного конуса зубчатой поверхности статора и величины радиусов R., и R рассчитывают смещение центра основани  делительного конуса зубчатой поверхности ротора относительно оси делительного конуса зубчатой поверхности статора по формуле е Ь Л

В предлагаемом двигателе угол наклона ротора определ ют следующим образом:

cos

/3

1 R ,

Из формулы видно, что предлагаемое техническое решение позвол ет уменьшить угол наклона /з ротора по сравнению с известными при одном и том же передаточном отношении i за счет наличи  слагаемого e/Ri , а также получить любое передаточное отношение i при заданном угле наклона И за счет выбора величины е. Рассто ние h 0/2.3 определ ют по формуле

h

tg/3

5

0

5

0

5

0

5

О

где 0,j - проекци  центра основани 

делительного конуса зубчатой поверхности ротора на ось делительного конуса зубчатой поверхности статора, 0 - точка пересеченм  осей делительных конусов зубчатых поверхностей ротора и статора .

Плоскость, проход ща  через точку jj и параллельна  основанию делительного конуса зубчатой поьерхности статора, определ ет начало первого верхнего рабочего кольца прорезной пружины.

Вершина делительного конуса зубчатой поверхности ротора может лежать на любой точке оси симметрии 0 ротора, а вершина делительного конуса зубчатой поверхности статора лежит на пересечении образующей делительного конуса зубчатой поверхности ротора или ее продолжени  и оси симметрии статора.

Термин Прорезна  пружина, прин тый в данном случае, носит более широкий характер, чем прин то в технике . Под этим термином понимаетс  упругий элемент ПГ-СНЗБОЛЬНОЙ формы, обладающ1-1Й сладуюп ими необходимьП И характеристиками, которые рассчитываютс  дл  каждого конкретного дви- |Гател :

1.радиальной жесткостью дл  обес- печени  посто нства величины смещени  центра основани  делительного конуса зубчатой поверхности ротора

на величину е, при этом радиальна  жесткость должна быть как можно больше ,

2.крутильной жесткостью дл  передачи вращени  выходному валу, котора  должна обеспечить точную передачу момента выходному валу,

3.осевой жесткостью, которД  должна обеспечивать необходимый изгиб прорезной пружины под действием силы прит жени , создаваемой обмотками статора и действующей на ротор, при этом осева  жесткость должна быть как можно меньше.

Шаговый электродвигатель работает следующим обра:зом.

За счет подачи напр жени  поочередно на одну или несколько соседних обмоток 3 статора 1 прорезна  пру- ° жина 7 изгибаетс  и вследствие перемещени  по окружности силы прит жени , создаваемой обмотками статора, ротор 5 приводитс  в движение, при котором происходит обкатывание зубчатой поверхности 6 ротора по неподвижной зубчатой поверхности 4 статора . При этом благодар  высокой радиальной жесткости прорезной пружины обеспечиваетс  посто нство величины смещени  центра основани  делительного конуса зубчатой поверхности ротора на величину е, а благодар  высокой крутильной жесткости вращение без закручивани  с высокой точностью иередаетс  выходному валу 8, который получает дискретные перемещени  с шагом

б

360° (z i - Z 0

m-z

где

z - число зубьев ротора, г - число зубьев статора.

m - число фаз обмоток статора. Эта формула справедлива при симметричной коммутации обмоток 3, т.е. в каждый момент времени напр жение подано на одинаковое число обмоток.

Таким образом, по сравнению с известными двигател ми предлагаемое техническое решение йроще за счет наличи  в подвесе одного элемента (Эместо двух и обладает лучшими удельными энергетическими показател ми

0

при одном и том же передаточном отношении за счет уменьшени  электромагнитных потерь путем уменьшени  воздушного зазора между ротором и статором и уменьшени  потерь на трение в упругом подвесе вследствие исключени  шарнира из конструкции подвеса.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Шаговый электродвигатель с кат щимс  ротором, содержащий статор с обмоткой, дисковый ротор, упругий подвес которого соедин ет ротор с выходным валом, и зубчатые конические поверхности обкатывани  статора и ротора, о тличалощийс   0 тем, что, с целью повьш1ени  КПД и упрощени  конструкции, угол /з между поверхностью, образованной впадинам и зубьев зубчатой поверхности статора, и основанием дополнительного конуса зубчатой поверхности обкатывани  удовлетвор ет соотношению

   5

   5

   i - 1

   cos |5 ; г

   где i - коэффициент редукции на зубчатых конических поверхност х обкатывани ,

   а упругий подвес ротора выполнен в виде прорезной пружины.