Линейный стрикционный шаговый электродвигатель

 

:+ к

nk g .. 1, „, (< Ь т р ) -Союз Советских

Социалистических

Республик (ii) 738015

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (б() Дополнительное к авт. свир-ву—

1 (22) Заявлено 020178 (21) 2564096/18-25 (51)м. Кл,2 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Н 01 L 41/02

H 02 N 11/00

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий

Опубликовано 30.0580. Бюллетень №20 (53) УДК 537.228.1 (088. 8) Дата опубликования описания 300580 (72) Авторы изобретения

П.П. Яшинскас и В.В. Лещенко

Ордена Трудового Красного Знамени институт физики полупроводнйков AH Литовской CCP (71) Заявитель (54) ЛИНЕЙНЫЙ СТРИКЦИОННЫЙ ШАГОВЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве исполнительного элемента для прецизионных перемещений.

Известны линейные стрикционные 5 шаговые электродвигатели, состоящие из статора с направляющими поверхностями, двух электромагнитных элементов, фиксирунлщих концы стрикционного элемента, закрепленного между i0 ними (1) .

Процесс перемещения такого двига-. теля существенно зависит от качества поверхности, по которой скользят фиксирука ие элементы, и пРименяемых сма-)5 зочных материалов.

Известен также линейный стрикционный шаговый электродвигатель, содержащий статор с направляющими плоскостями и подвижный элемент, состоя- 2О щий из двух фиксирующих элементов и стрикционного элемента между ними(2).

Недостаток известного устройства состоит в большой потребляемой электрической мощности. 25

Цель изобретения — снижение потребляемой электрической мощности.

Указанная цель достигается тем, что статор выполнен в виде П-образного электромагнита с обмоткой sos2 буждения, Подключенной к источнику разнополярного импульсного напряже ния, а фиксирующие элементы выполнены в виде постоянных магнитов с противоположно ориентированными намаг- ничивающими силами.

На фиг. 1 схематически представлен предлагаемый электродвигатель, общий вид; на фиг. 2 — то же, вид сверху; на фиг. 3 - разрез A A на фиг. 2; на фиг. 4 — электродвигатель, вид сбоку; на фиг. 5 — подвижный элемент т на фиг ° б — эпюры напряжения, подаваемого на клеммы обмотки возбуждения; на фиг. 7 — эпюры напряжения, подаваемого на стрикционный элемент.

Двигатель. состоит из статора 1, выполненного в виде П-образного электромагнита с обмоткой 2 возбуждения, концы которого представляют собой направляющие для подвижного элемента. плоскости 3, расположенные под углом друг к другу и симметричные относительно вертикальной оси, и подвижного элемента (см. фиг. 5), содержащего стрикционный элемент 4,,на концах которого жестко прикреплены постоянные магниты фйксирующих элементов 5 и 6.

Векторы намагничивающих сил (н.с.) последних ориентированы встречно

738015

fO г5

2О

При снятии напряжения со стрикционного элемеггта 4 (см. фиг. 7, точки 3-4) соответствующий конец подвиж ногб элемента совершает шаг вправо (см. фиг, 2) .

На клеммы обмотки 2 возбуждения подается напряжение положительной, полярности (см. фиг. 6, точкй 5-6) .

При этом направление н.с. создаваемой обмотк ой 2 в озбуждени я, с овпадает с направлением н.с. постоянного магнита фиксирующего элемента 5, ко. yr другу . Направляющие поверхности

7 на концах .постоянных магнитов фиксирующих элементов 5 и б ложатся на направляющие плоскости 3 статора 1, Двигатель работает следующим образом.

На клеммы обмотки 2 возбуждения подается напряжение положительной полярности (см. фиг. б, точки 1-2) .

При этом направление н.с. создаяаемой обмоткой 2 возбуждения, совпадает с направлением н.с. постоянного магнита фиксирующего элемента 5, который фиксирует положение соответствующего конца подвижного элемента.

Направление н.с. постоянного магнита фиксирующего элемента б противоположно направлению í.с. обмотки 2 возбуждения, вследствие чего между направляющими поверхностями 3 статора 1 и направляющими поверхностями 7 фиксирующего элемента б возникают силы отталкивания, поэтому на соответствующий конец подвижного элемента действует сила, компенсирующая силу дав— ления данного конца подвижного элемента на поверхность направляющих плоскостей 3 статвра 1.

Подавая на стрикционный элемент 4 напряжение (см. фиг. 7, точки 1-2), соответствуощий конец его совершает шаг в направлении фиксирующего элемента б (см, фиг. 2).

На клеммы обмотки 2 возбуждения подается напряжение противоположной (отрицательной) полярности (см. фиг. б, точки 3-4) . При этом направление н.с., создаваемой обмоткой 2 возбужцения, совпадает с направле.нием н.с. постоянного магнита фиксирующего элемента б, который фиксирует положение соответствующего конца подвижного элемента. Направление 4 н.с, постоянного магнита фиксирующега элемента 5 противоположно направлению н.с. обмотки 2 возбуждения, Между направляющими поверхностями 3 ста- тора 1 и направляющими поверхностями

7 фиксирующего элемента б возникают силы отталкивания, поэтому на соответствующий конец подвижного элемента действует сила, компенсирующая . силу давления данного конца подвижного элемента-на поверхность направляющих плоскбстей 3 статора 1. торый Фиксирует положение соотнстст. вующего конца подвижного элемента.

Направление н,с. постоянного магнита фиксирующего элемента б противоположно направлению н.с. обмотки 2 возбуждения, вследствие чего между направляющими поверхностями 7 фиксирующего элемента б возникают силы отталкивания, поэтому на соответствующий конец подвижного элемента действует сила, компенсирующая силу давления,цанного конца подвижного элемента на поверхность направляющих плоскостей 3 статора 1 и т.д.

Реверсирование двигателя осуществляется обратной последовательностью порядка коммутации обмотки 2 возбуждения и стрикционного элемента 4.

При обесточенной обмотке 2 возбуждения н.с. постоянных магнитов фиксирующих элементов 5 и б суммируются и фиксируют положение подвижного элемента (см. фиг. 5) .

Прецлагаемый двигатель обладает большим тяговым усилием, чем известные, за счет исключения или сведения к минимуму трения между направляющими поверхностями статора и направляющими поверхностями движущегося фиксирующего элемента подвижного элемента. Такое выполнение двигателя требует меньшей чистоты обработки направляющих поверхностей и совсем не требует применения специальных смазок. В режиме фиксированной стоянки двигатель не потребляет электрической мощности и не требует дополнительного арретирования подвижного элемента.

Формула и з обре те ни я

Линейный стрикционный шаговый электродвигатель, содержащий статор с направляющими плоскостями и подвижный элемент, состоящий из двух фиксирующих элементов и стрикционного элемента между ними,о т л и ч а ю— шийся тем,что, с целью снижения потребляемой электрической мощности, статор выполнен в виде П-образного электромагнита с обмоткой возбуждения, подключенной к источнику разнополярного импульсного напряжения, а фиксирующие элементы выполнены в виде постоянных магнитов с противоположно ориентированными намагничивающими силами.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. РjK. Budig. Lineare AntriebseIement@ f6r anaIcge und Schrittweise Bewegungen, EIectric, 1976, Bi3 30, Р 12, S. 649-651, 2, Патент Великобритании

Р 1261523, кл. Н 2 А, опублик. 1972 (прототип) . 1

- 736О15

ФигЗ

Составитель В. Вевер

Редактор В. Романенко Техред Я.Бирчак Корректор В Синицкая

Тираж 844 Подписное

ЦНИИПИ ГосударственноГо комитета СССР по делам иэобретений и открытий

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

Закаэ 2572/9

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4