ШАГОВЫЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ДВИГАТЕЛЬ

Шаговый электрический двигатель относится к области электротехники и предназначен для использования в дискретных электроприводах.
Из предшествующего уровня техники известен шаговый электрический двигатель, содержащий статор с монофилярной схемой обмоток и ротор, на полюсах статора и роторе выполнены зубцы, обращенные в сторону рабочего воздушного зазора (1, с. 49-51).
Наиболее близким к заявляемой полезной модели является техническое решение по (2), взятое за прототип.
Известное устройство содержит ротор с зубцами, статор с m-фазными зонами, смещенными относительно друг друга на 1/m зубцового деления ротора, где m число фаз, обмотку статора, каждая катушка которой охватывает зубчатый полюс статора, катушки четных и нечетных фаз выполнены с чередующимся противоположным направлением намотки.
Данная конструкция шагового электрического двигателя при униполярной коммутации в условиях ограничения величины потребляемой мощности не позволяет увеличить его полезную мощность до необходимой величины и это является его недостатком.
Указанные конструкции шаговых электрических двигателей могут обеспечить увеличение полезной мощности на 25-30% при биполярной коммутации обмоток. Кроме этого, увеличение полезной мощности при любой коммутации возможно при снижении электромагнитной постоянной времени (1, с. 90-91).
Технический результат заявляемой полезной модели заключается в увеличении полезной мощности шагового электрического двигателя при униполярной коммутации в условиях ограничения величины потребляемой мощности.
Чтобы увеличить полезную мощность и развиваемый шаговым электрическим двигателем момент, была снижена электромагнитная постоянная времени, за счет чего увеличилась приемистость шагового электрического двигателя, т.е. его быстродействие.
1
2
1
2
Технический результат достигается за счет того, что в шаговом электрическом двигателе, содержащем ротор с зубцами, статор с m-фазными зонами, смещенными относительно друг друга на 1/m зубцового деления ротора, где m число фаз, обмотку статора, каждая катушка которой охватывает зубчатый полюс статора, причем каждая катушка обмотки, охватывающая зубчатый полюс статора, выполнена в виде двух встречно намотанных непрерывным проводом секций с разным числом витков n и n, при этом n, больше n.
1
2
1
2
Благодаря тому, что каждая катушка обмотки, охватывающая зубчатый полюс статора, выполнена в виде двух встречно намотанных непрерывным проводом секций с разным числом витков n и n, при этом n больше n, уменьшается электромагнитная постоянная времени шагового электрического двигателя, отвечающая за увеличение скорости нарастания и спадания тока в переключаемых фазах обмотки, и как следствие, повышается полезная мощность двигателя.
эм
T=L/R, где
эм
T - электромагнитная постоянная времени шагового электрического двигателя;
1
2
L - индуктивность обмотки шагового электрического двигателя, пропорциональная разности квадратов чисел n и n;
1
2
R - активное сопротивление обмотки шагового электрического двигателя, пропорциональное сумме чисел n и n.
1
2
1
2
Сопоставительный анализ с прототипом позволяет сделать вывод, что заявляемый шаговый электрический двигатель отличается тем, что содержит катушки обмотки, охватывающие зубчатый полюс статора, выполненные в виде двух встречно намотанных непрерывным проводом секций с разным числом витков n и n, при этом n больше n,
Сущность полезной модели поясняется фиг. 1, где показан поперечный разрез заявляемого шагового электрического двигателя.
1
2
1
2
Шаговый электрический двигатель содержит зубчатый ротор 1 и статор 2 с многофазной монофилярной обмоткой, на каждом полюсе располагаются катушки 3, каждая из которых намотана непрерывным проводом в виде двух секций (вид Б) с числом витков n, намотанных в одном направлении и с числом витков n со встречным направлением намотки, при этом n больше n.
Шаговый электрический двигатель работает следующим образом.
Одна клемма блока управления (на фиг. 1 не приведен) подключена к общей для всех фаз точек 0, а по фазам A, B, C, D статора 2 поочередно пропускается ток, создавая в воздушном зазоре катушками 3 между статором и ротором дискретно перемещающееся магнитное поле, которое приводит к дискретному вращению ротора 1.
1
1
2
Выполнение каждой катушки обмотки, охватывающей зубчатый полюс статора, в виде двух встречно намотанных непрерывным проводом секций с разным числом витков n, при этом n больше n, повышает полезную мощность шагового электрического двигателя при униполярной коммутации в условиях ограничения величины потребляемой мощности.
Изготовлена партия шаговых электрических двигателей с использованием предлагаемой совокупности отличительных признаков заявляемой полезной модели. Проведены испытания, которые подтверждают осуществимость, полезность и конкурентоспособность шагового электрического двигателя, выполненного в соответствии с предлагаемым техническим решением.
Источники информации:
1. Кенио Т. Шаговые двигатели и их микропроцессорные системы управления. М. Энергоатомиздат,1987.
2. Описание к патенту на изобретение RU 2074489 МПК H02K 37/00, дата публикации 27.02.1997.