SU915177A1

SU915177A1 - Dc electric motor with screw-shaped stator

Info

Publication number: SU915177A1
Application number: SU792709827A
Authority: SU
Inventors: Viktor T Belikov; Anatolij D Ivlev; Viktor G Chelak
Original assignee: Viktor T Belikov; Anatolij D Ivlev; Viktor G Chelak
Priority date: 1979-01-10
Filing date: 1979-01-10
Publication date: 1982-03-23

Description

Изобретение относится к электромашиностроению и может быть использовано в приводах, требующих совмещения перемещения подвижного элемента в аксиальном направлении с его вращением вокруг продольной оси двигателя при необходимости достижения плавного регулирования скорости винтового движения в широком диапа- . зоне в необходимости получения точного останова рабочего органа. Одной из важных областей применения предлагаемого изобретения является электропривод промышленных роботов и манипуляторов, где требуется сочетание поступательного и вращательного движений и достижение точного позициониоования.The invention relates to electrical engineering and can be used in drives that require combining the movement of a movable element in the axial direction with its rotation around the longitudinal axis of the engine, if necessary, achieve smooth control of the speed of the screw movement in a wide range. zone in the need for accurate stop working body. One of the important applications of the present invention is electric industrial robots and manipulators, where a combination of translational and rotational movements and the achievement of accurate positioning is required.

Известны конструкции шаговых двигателей , дающих возможность получить винтовое движение подвижного элемента з<) счет особой конструкции статора и ротора двигателя£1].Known designs of stepper motors, giving the opportunity to get the screw movement of the rolling element s <) due to the special design of the stator and motor rotor £ 1].

22

Известен также электродвигатель постоянного тока с винтообоазным статором, имеющим участки с пазами для размещения обмоток возбуждения и якорных обмоток, и ротор с винтооб5 разно размещенными выступами [?. XAlso known is a direct current motor with a screw-stator stator, which has areas with grooves for accommodating the excitation windings and armature windings, and a rotor with screw-like protrusions of differently located protrusions [?. X

Однако для данного электродвигателя характерно невысокое электромагнитное усилие, и кроме того, в нем не может быть использованHowever, this electric motor is characterized by a low electromagnetic force, and in addition, it can not be used

¹⁰ электромеханический коллектор обычной конструкции. ¹⁰ electromechanical collector of conventional design.

Цель изобретения - повышение _|5 электромагнитного усилия.The purpose of the invention - increase _{| 5} electromagnetic force.

Эта цель достигается тем, что магнитопровод статора выполнен в виде двух витков винтовой резьбы ( 720*,) , на которых размещаетсяThis goal is achieved by the fact that the stator magnetic core is made in the form of two turns of a screw thread (720 *), on which

_η 4п(п=4,6,8,1О...) полюсных делений двигателя, причем пазы для обмотки возбуждения размещены на участ _η 4п (п = 4,6,8,1О ...) pole divisions of the engine, and the grooves for the excitation winding are placed on the section

ках длиной кратной 4^-, а обмоткиkakh length multiple 4 ^ -, and winding

якоря уложены на двух равных крайз 915177 4the anchors are stacked on two equal edges. 915177 4

них участках каждого из двух вит- каждого выступа вдоль винтовой ликов магнитопровода статора.These are the sections of each of the two windings of each protrusion along the helical faces of the stator magnetic circuit.

Кроме того, в электродвигателе для улучшения энергетических показателей в центральной части магнито- 5 провода статора может быть установлена немагнитная прокладка.In addition, a non-magnetic strip can be installed in the electric motor to improve energy performance in the central part of the magnetic-5 stator wire.

На фиг. 1 изображен магнитопровод статора с пазами для укладки обмотки якоря и обмотки возбуждения; на М фиг. 2 - магнитопровод ротора с Формирующими магнитное поле винтовыми выступами; на фиг. 3 - взаимное расположение магнитопроводов статора и ротора при работе машины; 13 на фиг. А - схема укладки общих для двух частей магнитопровода статора якорных обмоток,' на фиг. 5 “ схемы развертки статора и ротора; на фиг. 6 развернутая схема якорной обмотки _ии коллектора; на Фиг. 7 - коллектор двигателя.FIG. 1 shows a stator magnetic circuit with slots for laying anchor winding and excitation winding; in M of FIG. 2 - rotor magnetic circuit with screw projections forming the magnetic field; in fig. 3 - the relative position of the magnetic stator and rotor during operation of the machine; 13 in FIG. A is a diagram of the laying of the armature windings common for the two parts of the stator magnetic circuit, 'in FIG. 5 "stator and rotor sweep circuit; in fig. 6 a detailed scheme of the anchor winding _and and collector; in FIG. 7 - engine manifold.

Статор двигателя постоянного тока представляет собой ферромагнитный отрезок винтовой резьбы прямоуголь_г5ного сечения, выполненный таким образом, чтобы по обе стороны от больших пазов 1, длиной вдоль винтовой линии, равной А кТ (где К»1,2,3,4...), служащих для размещения обмоток поз- _мбуждения, располагались два участка длиной, кратной 2 "С каждый, для размещения якорных обмоток двигателя.The stator of a direct current motor is a ferromagnetic section of a helical thread with a rectangle of _r5 section, designed so that on both sides of the large grooves 1, the length along the helical line is A kT (where K где 1,2,3,4 ... ), serving to accommodate the excitation windings poz- _m, housed two portions in length, fold 2 "C each for placing the anchor motor windings.

С целью выполнения обмоток якоря из общих для обоих участков магниторроводов, кратным двум полюсным делениям каждый, секции необходимо, чтобы против каждого паза 2 одного участка находился аналогичный паз 2 противоположного участка и токи в .проводниках обмотки якоря, уложенных в этих пазах, совпадали по направлению. Очевидно, что для этого, как это показано на фиг. 1, тоебуется, . чтобы первая и вторая части магнитопровода, отводимые на обмотку якоря и участок, предназначенный для намОтки обмотки возбуждения, располагались только на одном шаге винтовой нарезки магнитопровода статора, ⁵⁰ In order to carry out the armature windings of the magnetic conductor common to both sections, multiple to two pole divisions each section, it is necessary that the same groove 2 of the opposite section and currents in the armature conductors arranged in these slots coincide in direction . Obviously, for this, as shown in FIG. 1, fucking,. so that the first and second parts of the magnetic circuit, retracted to the armature winding and the section intended for us. The windings of the excitation winding are located only on one step of the screw cutting of the stator magnetic circuit, ⁵⁰

т.е. на 360?those. at 360?

Ротор двигателя выполняется из ферромагнитного материала и представляет собой цилиндр 3» на котором раз-·⁵⁵мещены по винтовой линии с шагом, равным шагу резьбы магнитопровода статора, винтовые выступы 4. ДлинаThe rotor of the engine is made of ferromagnetic material and is a cylinder 3 "on which are located - ⁵⁵ spaced along a helical line with a step equal to the pitch of the thread of the stator magnetic circuit, screw protrusions 4. Length

нии,равна полюсному делению V ,а расстояние между ними.измеренное также вдоль винтовой линии, равно полюсному делению X . Высота , выступов обеспечивает максимальное сцепление с магнитным потоком возбуждения статора, для чего она делается равной (10-15) В, где (У - односторонний воздушный зазор двигателя. Внутри статоэа 5 находится цилиндр 3 с выступами А.is equal to the pole division V, and the distance between them. measured also along the helix, is equal to the pole division X. The height of the protrusions provides maximum coupling with the magnetic flux of the excitation of the stator, for which it is equal to (10-15) V, where (U is a one-sided air gap of the engine. Inside cylinder 5 there is a cylinder 3 with projections A.

На фиг. А схематически показана укладка секций общих якорных обмоток, охватывающих оба витка магнитопровода статора, отводимые на размещение якорной обмотки. Проводники 6 сек ций размещены так, чтобы сохранить направление развиваемого усилия двигателя.FIG. A schematically shows the laying sections of the common anchor windings, covering both turns of the stator magnetic circuit, diverted to the placement of the anchor winding. The conductors of 6 sections are arranged so as to maintain the direction of the developed engine effort.

Коллекторные пластины( 7~18 ) образуют собой цилиндрический коллектор, а последовательная коммутация соответствующих секций осуществляется с помощью двух пар щеток.The collector plates (7 ~ 18) form a cylindrical collector, and the sequential switching of the corresponding sections is carried out with the help of two pairs of brushes.

.Для улучшения энергетических показателей между двумя витками статора устанавливается немагнитная прокладка 19, исключающая прохождение магнитного потока на этом участке 6 продольном направлении.In order to improve the energy performance, a non-magnetic gasket 19 is installed between the two turns of the stator, preventing the magnetic flux from passing in this section 6 in the longitudinal direction.

На фиг. 5 предлагаемый двигатель схематически представлен в виде развернутого в линейный при С-сл - 2 'С , е_б=4Г , 1^_л= 16Г [720°} Если роFIG. 5, the proposed engine is schematically represented as unrolled to linear at C-SL - 2 'C, e _b = 4G, 1 ^ _l = 16G [720 °} If ro

тор занимает, находясь в расточке статора, Такое положение» например, при котором его выступы длиной Т находятся на противоположных концах участков магнитопровода статора с якорными обмотками, а электромеханический коллектор подключает его к питающей сети, обеспечив протекание токов над выступами ротора, то в соответствии с законом Био-СавараЛапласа, возникает электромагнитное усилие, сдвигающее оба выступа ротора влево. При начавшемся под действием этого усилия винтовом движении ротора корректор коммутирует секции якорных обмоток таким образом, чтобы направление электромагнитной силы все время сохранялось.A torus takes, being in a stator bore, such a situation "for example, in which its protrusions of length T are at opposite ends of the stator magnetic circuit sections with armature windings the law of Bio-Savara Laplace, there is an electromagnetic force that shifts both rotor protrusions to the left. When the rotor's screw movement started under the force of this force, the corrector commutes the sections of the armature windings so that the direction of the electromagnetic force is maintained all the time.

Работа коллектора осуществляетсяWork collector carried out

следующим образом.in the following way.

Через токоподводящие кольца 20,Through the current-carrying ring 20,

щетки 21, напряжение подается наbrushes 21, voltage is applied to

коллекторные пластины 22, при этомcollector plates 22, while

5five

ротор приходит в движение по винтовой линии, но благодаря скользящей по углублению 23 и в то же время вращающейся втулке 24, щетки 21 удерживаемые упорами 25, не смещаются. Жесткость соединения между втулкой и щеткой обеспечивается рычаг-ом 26. Регулирование скорости предлагаемого двигателя осуществляется как и в обычных машинах постоянного тока изменением величины напряжения пи тающей сети, или изменением тока возбуждения, или включением добавочного активного сопротивления в цепь якорной обмотки.the rotor is set in motion along a helical line, but thanks to the rotating sleeve 23 and at the same time rotating the sleeve 24, the brushes 21 held by the stops 25 do not move. The stiffness of the connection between the sleeve and the brush is provided by the lever 26. The speed of the proposed motor is controlled as in conventional DC machines by varying the voltage of the power supply network, or by changing the excitation current, or by including additional active resistance in the armature winding circuit.

Claims

Claim

1. DC motor with a screw-shaped stator, having sections with slots to accommodate the excitation windings and armature windings, and a rotor with a screw-shaped set protrusions, about 915177

l, n and th with i that, in order to increase the electromagnetic force, the stator magnetic circuit is made in the form of two turns of screw thread 5 (? 20 °), on which 4p is placed (n = 4,6,8,10 ... ) pole divisions of the engine, with the grooves for the excitation winding placed in areas of a multiple of 4T, and the windings of the anchor lie on two equal extreme sections of each of the two turns of the stator magnetic circuit.

2. The electric motor of the preceding claim, in order to improve the energy performance, a non-magnetic gasket is installed in the central part of the stator magnetic circuit.