Магнитоэлектрический разноименнополюсный шаговый двигатель

Конструкция нереверсивного шагового двигателя с одной обмоткой управления и поляризованными с помощью постоянных магнитов полюсами статора и ротора представлена на рис. 15,а[Л.33].

Ротор двигателя состоит из двух дисков с зубцами, сдвинутыми на половину зубцового деления. Укрепленный на диске ротора тороидальный постоянный магнит 2, намагниченный вдоль оси, сообщает всем зубцам ротора одинаковую полярность.

Потоки рассеяния постоянных магнитов, укрепленных на полюсных наконечниках статора, подмагничивают зубцы статора. При обесточенной обмотке управления зубцы ротора притягиваются к зубцам статора, намагниченным с противоположной полярностью, и одновременно ориентируются между зубцами другого полюса статора. Включением обмотки управления I зубцы :статора перемагничиваются н поворачиваются на шаг, равный половине зубцового деления ротора. При отключении обмотки управления однофазный шаговый двигатель делает следующий шаг в ту же сторону.

Очевидно, что однофазный шаговый двигатель по рис. 15,а, так же как и однофазный шаговый двигатель по рис. 14, может работать с моментом сопротивления на валу не превышающим момент взаимодействия поляризованных зубцов статора и ротора при обесточенной обмотке управления. Намагничивающая сила обмотки управления должна быть вдвое больше и с поляризующих постоянных магнитов статора, чтобы вращающий момент на валу шагового двигателя как при включении, так и при отключении обмотки управления был приблизительно одинаков.

Рис. 15а. Магнитоэлектрический разноименнополюсный однофазный шаговый двигатель с активным ротором и клювообразпыми зубцами статора

Заметим, что если при поступлении управляющего импульса схема обеспечивает реверсирование полярности включения обмотки управления шагового двигателя на напряжение источника постоянного тока, то надобность в поляризующих магнитах статора отпадает. Правда, схема управления при этом усложняется, но зато упрощается конструкция шагового двигателя и улучшается его использование. В тех же габаритах можно получить существенно больший вращающий момент и быстродействие, поскольку н. с. обмотки управления полностью участвует з создании синхронизирующего статического момента на валу, тогда как при наличии магнитов статора половина и. с. обмотки управления только уравновешивает встречную н. с. этих магнитов. Кроме того, сама величина н. с. обмотки управления ничем не ограничивается, и магнитная система может быть сделана насыщенной.

Такую конструкцию шагового двигателя имеет нереверсивный шаговый двигатель с фиксирующим постоянным магнитом, выпускаемым американской фирмой Sigma Instruments, [Л. 10, 35—37] (рис. 15,6). Этот однофазный шаговый двигатель управляется знакопеременными импульсами, причем каждому реверсу полярности напряжения на зажимах обмотки управления соответствует поворот ротора на шаг, равный 18°. Двадцатизубцовая магнитная система реактивного ротора с интенсивным подмагничиванием от двух постоянных магнитов обеспечивает высокую точность отработки шага. Потребляя 10—15 вт, шаговый двигатель делает 300 шагов в секунду (средняя скорость вала 900 об/мин) и развивает на валу полезный вращающий момент, равный 70 Г-см. Предусмотрев на выходе понижающей редуктор с передаточным отношением 10, можно, работая на нагрузку J = 20 г • см2, M = 700 Г-см, обеспечить 300 гц при шаге 1,8°. Коэффициент полезного действия этого шагового двигателя равен приблизительно 5%. Фирма выпускает также реверсивный вариант описанного однофазного шагового двигателя. Реверс осуществляется сдвигом фиксирующего полюса или установкой спаренных односекционных шаговых двигателей. Данные серии шаговых двигателей марки Cyclonome приводятся в [Л. 36]. Реверсивные шаговые двигатели этой серии выполнены спаренными.

Рис. 15б. Магнитоэлектрический разноименнополюсный однофазный шаговый двигатель Sigma

1 — обмотка управления; 2 — воздушный демпфер

Двигатели Sigma нашли применение также при работе от сети переменного тока, в частности для автоматического регулировании дугового промежутка сварочных устройств [Л. 35]. Двухсекционный двигатель Sigma / (рис. 15,в) вертикально перемещает электрод 2 через редуктор 3.

Рис. 15в. Привод электрода сварочной установки с двигателем Sigma

1 - двигатель; 2 - электрод; 3 — редуктор.

Приведенные конструкции шагового двигателя с подмагничиванием имели разноименную полюсную магнитную систему.