Линейный шаговый электродвигатель

 

Использование; изобретение относится к электротехнике , а именно к электромагнитным механизмам . Сущность изобретения электродвигатель содержит цилиндрический статор, включающий установленные соосно три электромагнита, первый из которых является тяговым 1. второй - стопорным 2, а третий - управляемым тяговым 3 Подвижный якорь электродвигателя выполнен в виде якорей 4 и 5 первого и третьего электромагнитов соответственно , соосно соединенных стержнем 6, на котором установлена с возможностью перемещения вдоль него на величину шагового зазора мэгнитопроводящая втулка 7, являющаяся якорем второго электромагнита 2 исходное положение которой задается с помощью пружины 8 На взаимодействующих поверхностях втулки 7 и электромагнита 2 выполнены поперечные зубцы Якорь 5 тягового электромагнита 3 выполнен в виде цилиндра с центральным конусообразным вырезом. Цель изобретения достигается за счет того, что третий электромагнит 3, благодаря специальной конструкции якоря 5 выполняет ка тяговую функцию вместе с пеовым электромагнитом 1 при «шямом ходе, так и функцию регулирующего стопорения при управляемом обратном перемещении якоря 1 за ф-лы, 1 ип

(в) Кб (и) 200148 91 (51) 5 Н02 К41 03

Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ „,":

К ПАТЕНТУ И ЛИГЭТ т ° (21) 5000019/07 (22) 18,0791 (46) 15,1093 Бюл. Йв 37 8 (76) Бодик Михаил Кельманович; Диканский

Валерий Павпови Пушков Александр Сергеевич (54) ЛИНЕЙНЫ И ШАГОВЫ И ЭЛЕКТРОДВ ИГАТЕЛЬ (57) Использование: изобретение относится к электротеюмке, а именно к электромагнитным механизмаа Сущность изобретения: электродвигатель содержит цтвтиндричеаэй статор, включающий установленные соосно три электромагнита, первый из которых теляется тяговым 1, второй — стопорным 2, а третий — управляемым тяговым 3. Подвижный якорь электродвигателя выполнен в виде якорей 4 и 5 первого и третьего элек-ромагнитов соотеетстеенкт, соосио соединенных стержнем 6, на котором установлена с возможностью перемещения вдоль него на величину шагового зазора магнитопроводящая втулка 7, являющаяся якорем второго электромагнита 2, исходное положение которой задается с помощью пружины 8. На взаимодействующих поверхностях втулки 7 и электромагнита 2 выполнены поперечные зубцы Якорь 5 тягового электромагнита 3 выполнен в виде цилиндра с центральным конусообразным вырезом. Цель изобретения достигается за счет того, что третий электромагнит 3, благодаря специальной конструкции якоря 5 выполняет ка тяговую функцию вместе с первым электромагнитом 1 при прямом ходе, так и функцию регулирующего стопорения при управпяемач обратном перемещении якоря 1 зп. ф-пы, 1 ил

2001489

Изобретение относится к электротехнике, а именно к электромагнитным механизмам.

Задача управляемого линейного перемещения реализована в электромагните. работающем на противодействующую силу.

Нестабильность противодействующей силы, например, механической характеристики пружины не дает достаточной точности в установке требуемого перемещения, 10

Этот недостаток отсутствует в шаговой конструкции электродвигателя, цилиндрический статор которого содержит две системы обмоток, одна из которых обеспечивает при импульсе тока перемещение безобмоточного якоря и связанной с ним за счет магнитных сил тяги, а другая удерживает тягу после перемещения ее на заданный шаг. После обесточивания обмотки, обеспечивающей перемещение, при котором сжи- 20 мается возвратная пружина. последняя, разжимаясь, отталкивает якорь в исходное положение. Далее процесс может повторяться, Недостатком этой конструкции являет- 25 ся необходимость для достаточно плавного перемещения якоря уменьшать величину шага, увеличивая тем самым число шагов на протяжении рабочего цикла, что приводит к увеличению времени всего цикла, 30

Изобретение направлено на расширение функциональных возможностей зе счет получения непрерывно-управляемого перемещения якоря между фиксированными позициями. 35

Этот технический результат достигается тем, что статор линейного шагового электродвигателя содержит тяговый и стопорный электромагниты. установленные соосно. подвижный якорь и возвратную пру- 40 жину и отличается тем, что статор снабжен дополнительным тяговым электромагнитом, а якорь выполнен в виде двух магнитопроводящих цилиндров, предназначенных для взаимодействия стяговыми электромаг- 45 нитами, и магнитопроводящей втулки, предназначенной для взаимодействия со стопорным электромагнитом, которая вместе с возвратной пружиной установлена на осевом стержне якоря с воэможностью пе- 50 ремещения вдоль него между упорами, причем на взаимодействующих поверхностях стопорного электромагнита выполнены поперечные зубцы. цилиндр управляемого электромагнита выполнен с центральным 55 конусообразным вырезом в его торцевой части, обращенной в сторону втягивания якоря, а возвратная пружина примыкает к торцу втулки, обращенному в сторону втягивания якоря.

В качестве упоров могут быть использованы цилиндры якоря, а для обеспечения длинноходовой конструкции неуправляемого тягового электромагнита торец его цилиндра может иметь конусообразную форму.

При этом фиксированные позиции якоря обеспечиваются ограничением его перемещения эастопоренной втулкой, в непрерывно-управляемое перемещение якоря между фиксированными позициями достигается специальной конструкцией якоря управляемого тягового электромагнита.

На чертеже представлен продольный разрез возможной конструкции линейного шагового двигателя.

Электродвигатель содержит длинноходовый тяговый электромагнит 1, стопорный электромагнит 2 и управляемый тяговый электромагнит 3. Подвижный якорь электродвигателя состоит из цилиндрического якоря 4 электромагнита 1, соединенного с цилиндрическим якорем 5 электромагнита 3 стержнем 6, на котором установлена магнитопроводящая втулка 7, являющаяся якорем электромагнита 2.

Втулка может перемещаться на стержне в осевом направлении и удерживается в исходном состоянии, обеспечивающем необходимый зазор d, с помощью утопленной пружины 8 и упора 9.

Магнитный поток стопорного электромагнита 2 замыкается через втулку 7. причем их сопряженные поверхности выполнены в виде поперечных зубцов, что обеспечивает их взаимную фиксацию в положении, при котором выступающие зубцы подвижной и неподвижной частей совпадают. Шаг зубцов равен зазору d.

Электродвигатель работает следующим образом.

При подаче напряжения на тяговые электромагниты 1 и 3 происходит неуправляемое перемещение якоря на величину рабочего хода. Далее запитывается стопорный электромагнит 2 и обесточивается электромагнит 1. При этом якорь удерживается электромагнитом 3.

Для управляемого обратного перемещения якоря под действием внешней силы производится постепенное уменьшение тока электромагнита 3, что позволяет регулируемым образом переместить якорь на величину зазора d. ограниченного упором цилиндра 4 в торец втулки, сжимая одновременно пружину 8. Далее величина тока в обмотке электромагнита 3 переключается на значение, обеспечивающее удерживание, якоря, и обесточивается электромагнит 2.

Освобожденная втулка 7 под действием

2001489

5 (56) Авторское свидетельство СССР

М 155217, кл. Н 02 К 41/02, 1960.

Авторское свидетельство СССР

М 1483635, кл. Н 02 К 41/03, 1989.

Составитель M. Бодик

Редактор В. Трубченко Техред М,Моргентал Корректор M. Демчик

Заказ 3131

Тираж Подписное

НПО "Поиск" Роспатенга

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 пружины 8 и благодаря упору 9 занимает исходное положение, восстанавливая зазор

4. После подачи напряжения на электромагнит 2 путем уменьшения тока в электромагните 3 выполняется следующий шаг электродвигателя.

Последующие шаги электродвигателя выполняются аналогично, причем положеФормула изобретения

1. ЛИНЕЙНЫЙ ШАГОВЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ. содержащий цилиндрический статор, включающий тяговый и стопорный электромагниты, установленные соосно, подвижный якорь и возвратную пружину, отличающийся тем, что статор снабжен вторым тяговым электромагнитом, а якорь выполнен в виде двух магнитопроводящих цилиндров, каждый иэ которых предназначен для взаимодействия со своим тяговым электромагнитом, и магнитопроводящей втулки, предназначенной для взаимодействия со стопорным электромагнитом, причем магнитопроводящие цилиндры соосно соединены стержнем с упорами, на котором установлена магнитопроводящая втулние якоря между фиксированными позициями управляется величиной тока в электромагните 3. ка с возможностью перемещения вдоль него между упорами, а на взаимодействующих поверхностях втулки и стопорного

15 электромагнита выполнены поперечные зубцы, торец цилиндра второго электромагнита, обращенный в сторону втягивания якоря, выполнен с центральным конусообразным вырезом в его централь20 ной части, а возвратная пружина примыкает к торцу втулки, обращенному в сторону втягивания якоря.

2. Электродвигатель по п.1, отличающийся тем, что торец цилиндра первого

25 электромагнита, обращенный в сторону втягивания якоря, выполнен конусообразным.