Многофазный шаговый электродвигатель

 

Использование: для дискретного вращения рабочих органов на повышенных частотах управления. Сущность изобретения: активная часть ротора 10 выполнена в виде втулок 11 и разделяющих их немагнитных элементов 12, длина которых равна длинам колец 8 и немагнитных проставок 9 соответственно , их количество на каждой фазе меньше на единицу количества колец 8 и проставок 9, при этом немагнитные элементы 12 смещены относительно проставок 9 на величину, равную полусумме длин втулки 11 и немагнитного элемента 12, а длина каждого из них в несколько раз меньше длины втулки 11. При таком выполнении зубцовой зоны потоки рассеяния, проходящие через обмотку, попадают в зубцовую зону и, модулируясь в ней, совершают полезную работу. Многократная модуляция потока в зазоре увеличивает электромагнитный момент, а за счет этого повышается динамическая добротность . 3 ил. ел С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (I!) (51)5 Н 02 К 37/00

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

7Ф

/б! (л) (21) 4933172/07 (22) 22.01.91 (4б) 07.03.93. Бюл. N. 9 (71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт атомного энергетического машиностроения (72) В, В. В ос кобой н иков, Э, Л. Семчен ко, А. Ф,Ли нева, С, В. Гордеев и П, П.усов (73) Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт атомного энергетического машиностроения (56) Емельянов М,Я., Воскобойников В,В., Масленок Б.А, Основы проектирования механизмов управления ядерных реакторов.

M.: Атомиздат, 1978, с. 143, рис, 7,9.

Там же, с, 142, рис, 7.8. (54) МНОГОФАЗНЫЙ ШАГОВЫЙ ЭЛЕКТРОДВ И ГАТЕЛ Ь (57) Использование: для дискретного вращения рабочих органов на повышенных частотах управления. Сущность изобретения: активная часть ротора 10 выполнена в виде втулок 11 и разделяющих их немагнитных элементов 12, длина которых равна длинам колец 8 и немагнитных проставок 9 соответственно, их количество на каждой фазе меньше на единицу количества колец 8 и проставок 9, при этом немагнитные элементы 12 смещены относительно проставок 9 на величину, равную полусумме длин втулки 11 и немагнитного элемента 12, а длина каждого из них в несколько раз меньше длины втулки 11. При таком выполнении зубцовой зоны потоки рассеяния, проходящие через обмотку, попадают в зубцовую зону и, модулируясь в ней, совершают полезную работу.

Многократная модуляция потока в зазоре увеличивает электромагнитный момент, а за счет этого повышается динамическая добротность. 3 ил.

1801244

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для дискретного вращения рабочих органов на повышенных частотах управления.

Целью изобретения является улучшение динамических характеристик.

На фиг.1 показан общий вид многофазного шагового электродвигателя; на фиг.2— разрез А — А на фиг.1; на фиг.3 — взаимное расположение зубцов ротора относительно зубцов индуктора на одной фазе двигателя.

Многофазный шаговый электродвигатель содержит немагнитный корпус 1, на котором установлен индуктор 2, Каждая фаза индуктора имеет магнитопровод, содержащий диски 3 и 4, цилиндрическую спинку

5, обмотку 6. Для уменьшения магнитного сопротивления в корпусе укреплены (например, посредством электронно-лучевой или лазерной сварки) магнитомягкие вставки 7.

Внутри корпуса 1 смонтированы кольца 8 с зубцовой зоной на внутреннем диаметре, разделенные немагнитными проставками 9, Конструктивно кольца с проставками могут быть жестко соединены, например, с помощью лазерной сварки, Это сборка может быть укреплена в корпусе, например, штифтами. Зубцы на соседних фазах необходимо сместить на угол йг /n, где ат — зубцовое деление (см, фиг,2), и — число фаз двигателя.

Ротор 10 двигателя выполнен в виде немагнитного полого цилиндра, в котором располо>кены втулки 11 с зубцовой,зоной на наружном диаметре, разделенные между собой немагнитными элементами 12, Соединение втулок с немагнитными элементами может быть выполнено, например, посредством лазерной сварки. Втулки с зубцами образуют активную часть ротора.

Длины колец 8 равным длинам втулок 11, а длины проставок 9 равны длинам немагнитных элементов 12, Длина немагнитных элементов и проставок выбирается с таким расчетом, чтобы при принятом рабочем зазоре шунтирование через них магнитного потока было в допустимых пределах, Немагнитные элементы смещены относительно проставок на величину х, равную полусумме длин втулки и немагнитного элемента, т.е. х

= (А+с)/2.

Длина проставок или немагнитных элементов в несколько раз меньше длины колец и втулок, Ротор 10 смонтирован на подшипниках

13 (второй подшипник не показан), фазы, расположенные по длине двигателя, по индуктору разделены немагнитными вставками 14, а внутри корпуса вставками 15 для уменьшения шунтирования магнитного по5

55 тока при коммутации двигателя. Питание к обмоткам подводится через штепсельный разъем 16.

Многофазный шаговый электродвигатель работает следующим образом; на обмотки 6 индуктора 2 в определенной последовательности подается напряжение от блока управления. Например, в случае 4-х фазного шагового двигателя две обмотки обычно находятся под постоянным напряжением (фазы и !!), Чтобы сообщить ротору

10 шаговое перемещение подают импульсы тока на обмотки фаз II и I!!, а фазу I обесточивают и т.п, Магнитный поток многократно модулируется в рабочих зазорах, проходя последовательно от зубцов колец 8 к зубцам втулок 11 ротора, затем к зубцам втулок, ротора и т.д, (см, фиг.3). Немагнитные проставки 9 и немагнитные элементы 12 предотвращают шунтирование магнитного потока, который проходит только через зубцовую зону. Вследствие многократной модуляции MBIHUITHQI потока через зубцовую зону, имеющую большую рабочую поверхность, увеличивается статический электромагнитный момент двигателя, а следовательно, и максимальный статический момент Мст.max, При выполнении ротора полым уменьшается момент инерции ротора > и, следовательно, увеличивается динамическая добротность Кд двигателя, Кд = Мст.мах/!р

Кроме того, при таком выполнении зубцовой зоны потоки рассеяния cD!> (см.фиг.3), проходящие через обмотку, попадания в зубцовую зону и, модулируясь в ней, совершают полезную работу, Многократная модуляция потока в зазоре повышает характеристики многофазно шагового электродвигателя: увеличивается электромагнитный момент, а за счет уменьшения момента инерции ротора и повышения динамической добротности двигатель может работать на повышенных частотах управления.

Формула изобретения

Многофазный шаговый электродвигатель, содержащий цилиндрический корпус, на котором установлен индуктор, выполненный в виде магнитопроводов с обмотками каждой фазы с активной частью в виде закрепленных внутри корпуса колец с зубцовой зоной, разделенных немагнитными проставками, и ротор с активной частью с зубцовой зоной, причем, зубцы фаз одной из активных зон двигателя смещены относительно друг друга на атlп, где Qz — зубцовое деление, n — число фаз, о т л и ч а ю щ ий с я тем, что, с целью улучшения динами1801244

Фиг.2 ческих характеристик, активная часть ротора выполнена в виде втулок и разделяющих их немагнитных элементов, длина которых равна длинам колец и немагнитных проставок соответственно, их количество на каждой фазе меньше на единицу количества колец и проставок, при этом, немагнитные элементы смещены относительно проставок на величину, равную полусумме длин втулки и немагнитного элемента, а длина

5 каждого из них в несколько раз меньше длины втулки.

1801244

Составитель В,Воскобойников

Техред М,Моргентал Корректор И.Шулла

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 101

1192 Тираж Подписное

Заказ

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям о р ям и отк ытиям и и ГКНТ СССР р

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб ., 4/5