SU864452A1 - Электромеханический шаговый двигатель - Google Patents

Description

(54) ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИЙ ШАГОВЫЙ ДВИГАТЕЛЬ

Изобретение относитс  к электромгшзи нос троению и может быть испольэовано во всех отрасл х народного хоз йства дл  преобразовани  электр ческой энергии импульсов в механиче кую работу шагового вращени . Известен шаговый двигатель, соде Жсиций электромагнит с катушкой, полый  корь с направл ющим устройством , удерживающим  корь от проворачивани , выходной вал, расположенны внутри полого  кор , и механизм, преобразующий возвратно-поступатель ное движение  кор  во вращательное движение выходного ваша 1. Однако цепь передачи вращающего момента двигател  содержит низшую пару в виде скошенньбх пазов, выполненных на внутренней поверхности  кор  и установленного на выходном валу кольца, взаимодействующего с пазами  кор  при его возвратно-поступательном движении и сообщающего выходному валу дискретное вращение. Такое звено имеет повышенные механические потери за счет сил сухого трени , особенно при передаче значи тельных моментов и не обеспечивает безлюфтовую передачу сигнала управлени . Механизм преобразовани  движ ни  указанного устройства, представл ющий собой сложный в технологическом отношении узел, не позвол ет осуществить реверс. Кроме того, нагрузочные способности и средн   скорость вращени  выходного вала ограничены конструкцией механизма преобразовани  возвратно-поступательного движени  и частотой включени  электромагнита . Известен электромеханический шаговый двигатель, содержащий корпус, по крайней мере две пары кольцевых электромагнитов, в два раза меньшее количество двухсторонних  корей, выполненных в виде ферромагнитных дисков, выходной вал и механизм преобразовани  возвратио-поступательного движени   кор  во вращательное движение выходного вала, выполненный в виде расположенных на торцах  корей зубчатых венцов и ответных зубчатых венцов 2. В этсм двигателе  кори, подвижно посаженные на выходной вал, имеют во врем  работы двигател  две степени свободы: возвратно-поступательное осевое движение и вращательное движение относительно оси двигател . При движении  корей тер етс  энерги 

на преодоление сил сухого трени  в соединении  корей и вала. Кроме того , массы  корей участвуют в. двух движени х: колебательном и вращательном . При этом создаетс  кинетическа  энерги , котора  участвует в обратном процессе преобразовани  энергии и оказывает существенное вли ние на приемистость двигател , снижа  этот динамический параметр машины. Потери энергии на сухое трение  корей и вала снижсцот коэффициент полезного действи  двигател , а кинетическа  энерги  вращени   корей уменьшает его пpи€ й cтocть и тем CSIMHM увеличивает врем  переходных режимов пуска и останова.

Целью изобретени   вл етс  увеличение коэффициента полезного действи  электромеханического шагового двигател .

Эта цель достигаетс  тем, что в электромеханическом шаговом двигателе ферромагнитные диски каждого  кор  прикреплены посредством кольцевого упругого элемента, например гофра, . корпусу двигател , а ответные зубчатые венцы установлены неподвижно па валу.

На фиг. 1 изображен предлагаемый, например 4-х ф.азный, электромеханический шаговый двигатель; на фиг.2  корь; на фиг. 3 - сечение А-А на фиг. 2.

Электромеханический шаговый двигатель (фиг. 1) содержит корпус 1, в котором установлены две пары кольцевых электромагнитов 2 и 3, 4 и 5, вал б, выполненный заодно со ступицами , на внутренних торцах которых нарезаны мелкомодульные зубчатые венцы 7 - 10. Ответные зубчатые венды 13, - 14 нарезаны на торцах  корей 15 16. Якорь состоит (фиг. 2) из ферромагнитного кольцевого центра 17 и гофра 18 (фиг. 3). По внешнему периметру гофра  корь крепитс  в корпусе двигател  и не имеет вращательного движени . Вераины зубьев венца 13 сдвинуты относительно вершины зубьев зубчатого венца 11, зубчатого венца 12 относительно вершин зубчатого венца 13 и вериин зубьев зубчатого венца 14 относительно вершин зубчатого венца 12 в плоскорти вращени  на угол J/pz. Вершины зубчатых венцов 7-10 совмещены в плоскости вращени . Все зубчатые венщд выполнены с одинаковым модулем и числом зубьев zt Катушки электромагнитов образуют 4-х фазную систему обмотки управлени . Последовательности включени  фаз, позвол к дие получить элементарные шаги в пр мом и обратнс н направлении, могут реализоватьс  схемами импульсного управлени  дискретных приводов с шаговыми двигател ми . Под действием электромагнитных сил электромагнитов 2 и 4  кор 

15 и 16 перемещаютс . Якорь 15 вводи зубчатый венец 11 в полное зацепление с зубчатым венцом 7, а  корь 16зубчатый венец 13 в неполное зацепление с зубчатым венцом 9..

Первый импульс управлени  размыкает цепь питани  электромагнита 2 и замыкает цепь питани  электромагнита 3. Под действием электромагнитных сил электромагнитов 4 и 3  кори 15 и 16 перемещаютс . В момент выхода зубчатого венца 11 из зацеплени  с зубчатым венцом 7  корь 16 вводит зубчатый венец 13 в полное зацепление с зубчатым венцом 9. В результате взаимодействи  зубьев зубчатых венцов 9 и 13 выходной вал поворачиваетс  на угол 1,57 Z. Якорь. 1 вводит в неполное зацепление зубчатый венец 12 с зубчатым венцом 8. Второй импульс управлени  размыкает цепь питани  электромагнита 4 и замыкает цепь питани  электромагнита 5. Под действием электромагнитных сил электромагнитов 3 и 5,  кори 15,16 перемещаютс , в момент выхода зубчатого венца 13 из зацеплени  с зубчатым венцом 9  корь 15 вводит зубчатый венец 12 в полное зацепление с зубчатым венцом 8. В результате взаимодействи  зубьев зубчатых венцов 12 и.8 выходной вал поворачиваетс  на следующий угол 1,57 Z. Якорь вводит зубчатый венец 14 в неполное зацепление с зубчатым венцом 10.

Третий импульс управлени  размыкает цепь питани  электромагнита 3 и замыкает цепь питани  электромагнита 2. Под действием электромагнитных сил электромагнитов 3 и 5  кори 15, 16 перемещаютс , в момент выхода зубчатого венца 12 из зацеплени  с зубчатым венцом 8  ко1-ь 16 вводит зубчатый венец 14 в полное зацепление с зубчатым венцом 10. В результате взаимодействи  зубьев зубчатых венцов 14 и 10 выходной вал поворачиваетс  на оче едной угол 1,57 Z. Якорь 15 вводит зубчатый венец 11 в неполное зацепление с зубчатым венцом 7. Дл  осуществлени  реверса импульсы управлени  подаютс  на обратный

вход схемы управлени , котора  при этом осуществл ет включение электромагнитов в обратной последовательности .

Claims (2)

1. Таким образом, в предложенном электромеханическом шаговом двигателе отсутствуют подвижные шлицевые посадки с фрикционными потер ми в кинематической цепи передачи момента Кольцевые  кор  креп тс  при помс ци мембран и не вращаютс , что позвол ет , по сравнению с известным увеличить КПД за счет отсутстви  механических потерь на преодоление сил сухого трени  в конструкции  корей и подн ть приемистость двигател  благодар  уменьшению суммарного приведенного момента инерции его подвижных частей. Функции ротора выполн ют зубчатые ступицы - колеса выходного вала, а  кори имеют лишь возвратнопоступательное движение и не вращаютс . Упругогибкие св зи  корей, на пример мемораны, выполн ют также дополнительную роль возвратньис пруж что позвол ет уменьшить общий вес машины. Формула изобретени  Электромеханический шаговый двигатель , содержащий корпус, по крайней мере две пары кольцевых электромагнитов , в два раза меньшее количество двухсторонних  корей, выполненных в виде ферромагнитных дисков. вьаходной вал и механизм преобразовани  возвратно-поступательного движени   кор  во враицательное движение выходного.вала, выполненный в виде расположенных на торцах  корей зубчатых венцов и ответных зубчатых венцов , отличающийс   тем, что, -С целью повышени  КПД, ферромагнитные диски каждого  кор  прикреплены посредством кольцевого упругого элемента, Например гофра, к корпусу двигател , а ответные зубчатые веи1 установлвтд неподвижно на валу. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 421095, к . Н 02 К 37/00, 1972.
2. 2.Авторское свидетельство СССР по эа &кё 2635974/24-07, кл. Н 02 К 37/00, 1978.