Stegmotor av lavettyp

Stegmotor av lavettyp av en kvartsklocka. Ett svart rotordrev ger den mekaniska effekten.

Stegmotorn av Lavet-typ har utbredd användning som drivning i elektromekaniska klockor och är en speciell typ av enfas stegmotor . Både analoga och stegvisa kvartsklockor använder stegmotorn av Lavet-typ (se Quartz clock ) . Genom miniatyrisering kan den användas i armbandsur och kräver väldigt lite ström, vilket gör att ett batteri håller i många år. Den franske ingenjören Marius Lavet uppfann denna typ av drivning och beskrev den 1936 i sin patentansökan FR823395.

Liksom andra enfasmotorer kan Lavet-motorn endast vridas i en riktning, vilket beror på statorns geometri . Rotorn är en permanentmagnet . I en klocka genererar en krets det bipolära pulståget, som växelvis levererar en positiv och en negativ spänning till spolen under korta perioder (som ger en korrekt mekanisk utgång för att flytta en sekundvisare). Motorn kan byggas med en stark magnet och stor stator för att leverera högt vridmoment, men den är mest byggd liten, för att driva lasten genom en låg utväxling.

Rotorn (cirkeln) är en permanentmagnet (med röda och gröna poler). I figur (a) vrids den mot statorn (xx' kuggpunkt) för att minimera reluktansen. (Den gör det genom att vända sig bort från de små halvcirkelformade luftspalterna.) När elektromagneten slås på i figur (b) attraherar dess horisontella magnetfält rotorns poler (yy' kuggpunkt). Denna cykel upprepas genom figurerna (c) och (d) med ström- och magnetpolerna omvända.

Statorkärnan ser mycket ut som en i en motor med skuggad pol och definierar rotationsriktningen enligt positionen för hål, spår eller skärmlindningar genom statorn. Men till skillnad från en motor med skuggad pol är spåren i bakåtlägen, och de lägen där rotorn sätter sig efter varje cykel är väl bestämda, vilket inte är fallet för induktionsmotorer i allmänhet, där slirning och belastning påverkar vinkeln som rotorvarv varje cykel.

Viktiga för rörelsen av Lavet-motorn är rotorns kuggpunkter, som skiljer sig beroende på om statorspolen är strömsatt eller ospänningssatt. Kuggningspunkterna utan ström orsakas av motvillig kraft mot ett direkt magnetfält, snarare än att bromsa utbredningen av ett alternerande magnetiskt flöde, och i praktiken är de vinklar där luftvolymen mellan polerna på den magnetiska rotorn och huvuddelen av statorn minimeras.

Rörelse av den vanliga tvåstegs Lavet-motorn:

(a) strömlös stator, rotorns nordpol pekar uppe till vänster,

(b) aktiverad stator, rotorn rör sig medurs och nordpolen pekar åt höger efteråt,

(c) efter att matningen av statorn har minskat, rör sig rotorn ytterligare tills nordpolen pekar rakt ut,

(d) statorn aktiveras i motsatt riktning, rotorn rör sig medurs, och nordpolen pekar åt vänster, (

a') efter att statorns strömförsörjning har minskat, rör sig rotorn till sitt utgångsläge (a).

För att få en Lavet-motor att svänga måste strömmen genom dess statorspole ändra riktning varje steg (bipolär) följt av ett intervall utan ström medan rotorn rör sig till sitt motvilliga läge.

Förutom klockdrift finns det många varianter av Lavets koncept. Ett exempel är typer av instrumentpanelsinstrument i bilar.

Animation

Animation av en stegmotor av Lavet-typ som används i ett analogt kvartsklockorverk.

Litteratur

•   FR-ansökan 823395 "Perfectionnements aux systèmes et appareils de commande électrique à distance, notamment aux moteurs et horloges synchrones" Anmälningsdatum 28.09.1936, Sökande: Hatot, Uppfinnare: Marius Lavet (språk: franska).

•   USA-ansökan 4550279 "Steg-för-steg motorenhet" Inlämningsdatum 07.09.1983, sökande: Fabriques D'horlogerie De Fontainemelon SA, Uppfinnare: Eric Klein (förklaring av konceptet på engelska).