[其他]步進與直流通用型電機

無效

• 申請號: 87103926
• 申請日: 1987-06-03
• 公開（公告）號: CN87103926A
• 公開（公告）日: 1988-12-21
• 發明（設計）人: 趙滿堂
• 申請（專利權）人: 北京市冶金設備自動化研究所
• 主分類號: H02K23/66
• 分類號: H02K23/66;H02P3/08
• 代理公司: 中國有色金屬工業總公司專利事務所
• 代理人: 王連發,錢康行

本發明涉及一種步進與直流通用型電機，也稱BZ系列電機。

對已有的實現電機各種定位作用的定位系統，在生產與實踐中遇到的問題較多，往往是結構復雜，特別是對較大容量的電機的預定位置控制是比較困難的。有人提出一種可控的電氣結構的定位系統，如美國US????3395323專利文獻。由于該技術在預定的停車位置上不具有定位力矩，只能應用于摩擦力型負荷，不能適應多種負荷力矩的需要，另外它所稱的定位精度高是指對圓周上某一位置而言，而對行程定位精度差，且定位系統與電機分離，給安裝和施工帶來不便。

本發明的目的是為了克服上述的不足，提供一種適用于各種不同性質負荷的定位機構與原電機整流子成一整體的對行程定位控制精度高的并可記錄行程的步進與直流通用型電機。

圖1是2極步進與直流通用型電機制動原理圖。圖2是2極步進與直流通用型電機整流子結構圖。在與原有電刷相隔90°電角度的位置設置制動電刷7、8與原有換向片相隔90°電角度的制動換向片5、6相接觸。當電樞繞組通電時，轉子在定子磁場的作用下，沿順時針方向旋轉，在需要停車時，斷開原有電刷的供電，同時給制動電刷7、8供電，使旋轉的電樞受到制動力矩的作用，并在轉動90°電角度時，受到最大制動力矩，當電樞電流為額定值時，最大制動力矩為額定力矩。在轉子降到一定轉速后給出停車信號，將電樞電流切換到制動換向片5、6，此時制動力矩將轉子準確地停在預定的磁極中心線±90°電角度之內。對制動電流應采取限流措施。對額定轉速1200轉/分的電機，在降到1/10額定轉速以下停車，切換元件的執行時間小于125ms。

這樣在電機運行過程中保持一臺完整的直流電機，對其行程進行記錄，在達到預定位置時，利用直流電機內部有嚴格按幾何角度分布的定子磁極，通過給電樞繞組特定的供電方式，產生制動力矩，使轉子準確地停在與磁極對應的幾何角度上。定位分辯率α＝360°/磁極數，定位誤差在±360°/2倍磁極數。

根據上述原理，為達到本發明的目的，采取如下技術方案。

在包括基座、主磁極、電刷裝置、風扇、電樞繞組、轉子鐵芯、整流子的現有直流電機不變的情況下，在整流子側或適當的位置分別設有制動換向片、脈沖發生器滑片、制動電刷及脈沖發生器電刷。

制動換向片可根據不同情況做成圓弧形或圓環形，圓弧形制動換向片分別與整流子上相隔180°電角度的原有換向片相連。圓環形制動換向片分別與整流子上相隔360°電角度的原有換向片相連。圓弧形制動換向片每只復蓋近180°電角度，在每相鄰的圓弧形制動換向片之間裝有與換向片相同材質的元件，減少對制動電刷的沖擊磨損，此件與相鄰的制動換向片相絕緣，當電機轉子轉到此元件與制動電刷對正時，由于制動電刷的寬度L₁小于相鄰兩只制動換向片之間的寬度L₁，防止制動電刷造成短路。為了減少制動電刷的數量，根據理論電樞繞組處于同極性電刷同側相同的電角度上相連的換向片處于相同電位，故將相同電位的換向片短接后不會產生不良后果，可將制動換向片做為圓環形，并分別與整流子上相隔360°電角度的原有換向片相連。

脈沖發生器滑片由相互連接的圓環與矩形片構成，也可由相互連接的圓環與梯形片構成或者由相互連接的圓環與梯形片及矩形片構成，矩形片或梯形片的軸向中心線與制動換向片相連的原有換向片的軸向中心線在同一電角度位置上。

與圓弧形制動換向片相接觸的制動電刷設置在與原有電刷相隔90°電角度的位置上，與相隔360°電角度的圓弧形制動換向片對應的電刷并接后引出引線。與圓弧形制動換向片相接觸的制動電刷可設置在任意電角度位置上。

與梯形片或矩形片相接觸的脈沖發生器電刷設置在與原有電刷成90°電角度位置上，并可在軸向或沿圓周方向調節，與圓環相接觸的脈沖發生器電刷可設置在任意電角度位置上。

本發明由于采取了上述技術方案，與現有技術相比，除具有效率高，運行特性好，成本低等優點外，還具有對行程定位控制精度高，定位分辯率α＝360°/磁極數，定位誤差在±360°/2倍磁極數，并可記錄行程。因而使大功率直流電機拖動系統的行程位置控制成為簡單易行。當采用本發明電機取代步進電機時，可得到優良的速度、電流和功率控制。

附圖說明：

圖1是2極步進與直流通用型電機制動原理圖。

圖2是2極步進與直流通用型電機整流子結構圖。

圖1-1是2極步進與直流通用型電機整流子主視圖。

圖1-2是圖1-1的M-M剖面圖。

圖1-3是圖1-1的N-N剖面圖。