Шаговый коммутатор с жидкостной контактной системой
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИН,.SU„„ 1 2Î6852
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ
Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ
1 ого (ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3696085/24-07 (22) 09 ° 11.83 (46) 23.01.86. Бюл. Р 3 (71) Каунасский политехнический институт им. Антанаса Снечкуса (72) Б. А, Ивоботенко и А, Т, Балькявичюс (53) 621.316.56:621.374(088,8) (56) Ивоботенко Б, А, и др, Дискретный электропривод с шаговым двигателем, М.: Энергия, 1971, с. 204-206, 209.
Авторское свидетельство СССР
У 210253, кл. Н 01 Н 19/56, Н Ol Н 1/08, 1968. (54) (57) 1. ШАГОВЫЙ КОММУТАТОР С ЖИД,КОСТНОЙ КОНТАКТНОЙ СИСТЕМОЙ, содержащий статор с полюсами и ротор, контактную систему в виде двух рядов контакт-деталей, расположенных на по» верхности статора и ротора, причем контактные поверхности .покрыты токо проводящей жидкостной пленкой, а вся контактная система помещена в герме-; тичйую оболочку, о т л и ч а ю @g Й 01 Н. 19/56, 1/08 шийся тем, что, с целью увеличения быстродействия, надежности, уменьшения габаритов и энергопотребпения, а также упрощения конструкции, контакт-детали статора раэмещены с л шагом, выбранным по отношению л к шагу, полюсов статора так, что один иэ них кратен другому, причем контактная система статора смещена относительно магнитной системы статора на угол а между радиальными осями контакт-детали и полюсов статора, лежащий в пределах 0 « Q2 а полюса статора и ротора симметричны относительно своих осей,. O
2, Коммутатор по п. 1, о т л и.ч а ю шийся тем, что контактдетали расположены на торцах ротора и герметичной оболочки. С:
3 ° Коммутатор по пп. l.и 2, о тл и ч а ю шийся тем, что шаг ." полюсов статора равен шагу контактдетали. статора, & число lIoJIlocoB статора равно числу состояний шагов коммутатора, 1206852
Изобретение относится к электротехнике, в частности к коммутационным элементам системы автоматического контроля и регулирования, Целью изобретения является увеличение быстродействия, надежности, уменьшение габаритов и энергопотребления устройства, На фиг. 1 изображен шаговый коммутатор с жидкостной контактной системой; на фиг. 2 — угловые характеристики моментов (M> — электромагнитный момент и И вЂ” момент взаимодействия жидкостных контактов); на фиг фиг. 3 — шаговый коммутатор с .жидко стной контактной системой с контактдеталями, расположенными на торцах ротора и герметичной оболочки; на фиг. 4 - разрез А-А на фиг, 3, Шаговый коммутатор с жидкостной контактной системой содержит статор 1, ротор 2 с контакт-деталями 3, герметичную оболочку 4 с контакт-деталями 5, причем контакт-детали 3 и 5 покрыты жидкостной токопроводящей пленкой 6, например ртутью. Статор содержит ярмо 7 с полюсами а и которые попеременно отогнуты с разных сторон ярма 7 и составляют двойную гребенку вокруг ротора 2, Внутри ярма расположена тороидальная обмотка 8 для управления разнополярными импульсами. Контактные выводы
9 выходят с торцов коммутатора. Ротор вращается на оси 10, Ротор 2 намагничен так, чтобы количество полюсов на его поверхности было равно количеству полюсов статора, Контакт-детали 5 расположены на герметичной оболочке 4 с по/ л стоянным шагом к, кратным шагу, расположения полюсов статора, .Герметичная оболочка 4 может быть заполнена водородом, инертным газом. Конструкция шагового коммутатора (фиг. 1 позволяет обойтись без оси 10 для ротора 2, так как он удерживается во взвешенном состоянии силами поверхностного натяжения жидкостной пленки, причем жидкостная пленка 50 одновременно выполняет роль подшипника скольжения, i!0
IS
Устройство, представленное на фиг. 3 и фиг. 4, отличается от устройства, представленного на фиг. 1 1ем, что контакт-детали 3 расположены на
1 торцах ротора 2, а контакт-детали
5 — на торцах герметичной оболочки ,4. Ротор вращается на оси 10, Устройство по фиг. 3 работает аналогич30 но устройству по фиг, 1. Однонаправленность вращения и пусковой момент обеспечиваются силами поверхно стного натяжения жидкостных контактов, Силы поверхностного натяжения стремят35 ся уменьшить поверхность жидкостного контакта и поворачивают ротор так, чтобы он занял такое положение, чтобы оси контакт-деталей 3 и 5 совпали.
Выполнение контакт-деталей с постоян40 л ным шагом позволяет получить периодическую угловую характеристику силы и момент взаимодействия жидкостных.контактов (фиг. 2) . В этом случае
И можно испольэовать как фиксирую) т щий момент ротора и путем сдвига уг ловых характеристик И (g и Чж(9) э )и з Р Р
В исходном состоянии ротор удерживается в определенном угло:вом положении под действием момента сил взаимодействия жидкостных контактов фиг, 2, При подаче управляющего импульса на обмотку 8 полюса 7 статора
1 намагничиваются и создается электромагнитный момент вращения (фиг. 2)
Под его действием ротор поворачивает ся и переходит из точки 0 в точку В, При повороте происходит размыкание одних контакт-деталей и замыкание других, Под действием момента M когда ток в обмотке 8 отключен, ротор переходит из точки В в точку 21
I стремясь сохранить положение, в котором потенциальная энергия минимальна, Ротор готов к приходу следующего управляющего импульса противоположной полярности, который создает М с отрицательным знаком (сдвиг фазы на 7), и ротор делает поворот на угол 2TI радиана, Сдвиг между угло-выми характеристиками моментов Ив и
М „ на угол c(обеспечивает пусковые свойства и однонаправленность движения ротора 2 шагового коммутатора с жидкостной контактной системой, на угол д(получить необходимый пусковой момент, Надежность работы коммутатора обеспечивается превышением противо ействлощих моментов коммутатора движущим электромагнитным моментом и точностью позиционирования ротора при уменьшении тока управления и
:возрастания сил сопротивления, Движущий электромагнитный момент
1206852
Mc ™ ™ + Л 9
15 где 1 †",1-2 — коэффициент зависящий от геометрии и материала ротора и параметров сигнала управления;
F< - магнитодвижущая сила статоPG
 — магнитная индукция в воздушном зазоре;
Пр, à — диаметр и длина ротора, Момент сопротивления коммутатора где MT — момент трения;
Мж — момент взаимодействия жидкостных контактов;
М вЂ” фиксирующий момент, создаваемый постоянным магнитом ротора во взаимодействии с не20 возбужденным статором, При уменьшении габаритов коммутатора (D» Гр и пр.) для обеспечения необходимого Мр можно опираться на изменение параметров Fg и В, увеличение Р приводит к увеличению энер1 гопотребления, следовательно, необходимо увеличить магнитную индукцию
В в воздушном зазоре, Выполнение полюсов статора без асимметрии проводимости воздушного зазора.позволяет увеличить магнитную индукцию В в зазоре, М>.и.точность позиционирования ротора, Точное позиционирование позволяет уменьшить размеры контактдеталей и TPM самым силы поверхностного натяжения и взаимодействия жидкостных контактов, т.е. уменьшить момент сопротивления, Все это повышает надежность коммутатора.
Увеличение пу кового момента путем сдвига оси симметрии контактдеталей относительно оси симметрии, полюсов статора повышает надежность правильного перехода коммутатора в новое состояние, уменьшает вероятность изменения направления вращения и ложного срабатывания.
Выполнение коммутатора с торцовым коммутационным полем (фиг, 4) позволяет удалить контакты из воздушного зазора между статором и ротором и значительно уменьшить воздушный зазор, что приводит к увеличению В и М
1206852
1206852
Составитель М. Трофимова
Редактор Г. Волкова Техред A.Áoéêo Корректор А. Обручар
Заказ 8722/53 Тираж 644: Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д, 4/5
Филиал ППП "Патент", r, Ужгород, ул. Проектная, 4
