[發(fā)明專利]定子具遠程成對輔助磁極的步進馬達

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200710029106.4
• 申請日: 2007-07-10
• 公開（公告）號: CN101127475A
• 公開（公告）日: 2008-02-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李正隆
• 申請（專利權(quán)）人: 李正隆
• 主分類號: H02K37/12
• 分類號: H02K37/12
• 代理公司: 廣州華進聯(lián)合專利商標代理有限公司
• 代理人: 曾旻輝

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明是關(guān)于一種步進馬達，特別是一種定子具遠程成對輔助磁極的步進馬達。

背景技術(shù)

步進馬達由于可被程序化精密控制，在許多領(lǐng)域中已被廣泛接納應(yīng)用，例如事務(wù)機器、精密機械、機動車輛用儀表及部件、自動啟閉門窗或其它自動控制設(shè)備等，無論型態(tài)為何，都展現(xiàn)比傳統(tǒng)馬達更精確優(yōu)秀的效能。如圖1所示美國第6,043,574號專利的內(nèi)轉(zhuǎn)子步進馬達，其定子10具有復(fù)數(shù)呈「M」型的鐵芯12、14，在「M」型鐵芯12、14的中央柱122、142上套設(shè)線圈組124、144，當(dāng)致能線圈組144時，中央柱142接近永磁轉(zhuǎn)子16端會形成例如一N磁極，磁力線并經(jīng)由硅鋼材質(zhì)的鐵芯14，在左右兩磁靴146、148面向轉(zhuǎn)子16端形成相反的S極，從而吸引或排斥轉(zhuǎn)子16上的對應(yīng)磁極，驅(qū)動轉(zhuǎn)子16繞樞軸旋轉(zhuǎn)。而各「M」型鐵芯12、14設(shè)置的夾角，則需與永磁式轉(zhuǎn)子16的磁極錯開，亦即，當(dāng)鐵芯14正對轉(zhuǎn)子的一磁極時，另一鐵芯12則并未正對轉(zhuǎn)子的任一磁極，而是面向磁極間的緩沖區(qū)。

但如圖2所示，由于定子實際具有八處突出部，各突出部間隔45度，而轉(zhuǎn)子具有十個磁極，各磁極間距為36度，因此，中央柱142與磁靴146、148的間距其實略大于轉(zhuǎn)子的磁極間距，并未完全對應(yīng)；亦即，當(dāng)「M」型鐵芯14的中央柱142對準轉(zhuǎn)子磁極時，磁靴146、148分別偏離對應(yīng)轉(zhuǎn)子磁極9度，更向外側(cè)的鐵芯12及外加定子磁軛，則分別偏離18度(恰位于兩轉(zhuǎn)子磁極間)、及9度，由于各定子磁軛均非正對轉(zhuǎn)子磁極，不僅分別使能量運用效率被大打折扣，而且所導(dǎo)引出的磁力將產(chǎn)生不必要的側(cè)向分量。依照上述結(jié)構(gòu)，當(dāng)轉(zhuǎn)子磁極磁力達900Gauss，驅(qū)動電流為30安培時，其轉(zhuǎn)矩為3.56×10^-6mN-m。

為切合以上需求，本發(fā)明創(chuàng)作人另申請中國臺灣第96201295號新型專利如圖3所示，該新型揭露定子具兩輔助磁軛部的步進馬達，主要包含一轉(zhuǎn)子22及一定子2。在該新型創(chuàng)作中，轉(zhuǎn)子22是選擇一18極轉(zhuǎn)子，其N、S磁極兩兩間隔地沿一樞軸放射狀設(shè)置于面向轉(zhuǎn)子22外側(cè)，因此在圖式及計算過程中，每一磁極約占20°(360°/18＝20°)。

該例的定子2設(shè)置有兩主磁軛部26、兩輔助磁軛部28及一高磁阻段24，主磁軛部26與輔助磁軛部28的相互關(guān)系為主磁軛部26與轉(zhuǎn)子樞軸20的聯(lián)線，及輔助磁軛部28與轉(zhuǎn)子樞軸20聯(lián)線夾一鈍角；兩主磁軛部26對應(yīng)轉(zhuǎn)子22的磁極不同，當(dāng)主磁軛部26的一對應(yīng)轉(zhuǎn)子22的N或S極時，另一主磁軛部26則對應(yīng)轉(zhuǎn)子22的N與S極間的緩沖區(qū)。依照該案的揭露，不僅同一組的主磁軛部與輔助磁軛部會同時正對轉(zhuǎn)子磁極，使得磁能運用效率較高；更于輔助磁軛部處，捕捉利用主磁軛部致能磁極逸散的磁力線，輔助增加磁能的運用效率；尤其輔助磁軛部與主磁軛部間夾一鈍角，有效減少轉(zhuǎn)子的偏振，讓轉(zhuǎn)子樞軸相關(guān)零件壽命得以延長。

然而，當(dāng)步進馬達體積逐漸微型化，轉(zhuǎn)子及定子尺寸都需減小，每一轉(zhuǎn)子磁極所對應(yīng)的弧長隨之縮短，亦即，當(dāng)主磁軛部是由本體及磁靴所構(gòu)成時，本體及磁靴間距亦隨之減小，若仍想維持原有的線圈尺寸，將在制造方面產(chǎn)生困擾，但減少匝數(shù)勢必削弱磁力。

因此，在不縮減線圈尺寸前提下，主磁軛部的結(jié)構(gòu)必須作一變更，才能容許維持原尺寸的線圈順利套入本體中，且輔助磁軛部亦有些許變化，以提供減振效果，延長產(chǎn)品壽命。

發(fā)明內(nèi)容

因此，本發(fā)明的目的之一，在提供一種擴大主磁極與輔助磁極間距比例，容許整體體積能更微型化的步進馬達。

本發(fā)明的另一目的，在提供一種通過輔助磁極與轉(zhuǎn)子磁極的感應(yīng)，減低偏心振動、使運轉(zhuǎn)更寧靜的步進馬達。

本發(fā)明的再一目的，在提供一種可減少振動摩擦、提升能量運用效能的步進馬達。

本發(fā)明的又一目的，在提供一種減少樞軸相關(guān)部件無謂磨耗，運作年限得以延長的步進馬達。

本發(fā)明的定子具遠程成對輔助磁極的步進馬達，包含：供沿樞軸旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子，具有復(fù)數(shù)沿該樞軸徑向設(shè)于該轉(zhuǎn)子表面、且相鄰者磁性相反的磁極，各該磁極間距相等；與該轉(zhuǎn)子共圓心且間隔一氣隙的定子，包括：兩組分別具有本體、及一套設(shè)于該本體的線圈組的主磁極，且當(dāng)該兩組主磁極之一是對應(yīng)于一轉(zhuǎn)子磁極時，該另一主磁極是偏離對應(yīng)該轉(zhuǎn)子磁極位置；及兩組分別對應(yīng)上述主磁極、并與上述主磁極夾一對應(yīng)奇數(shù)轉(zhuǎn)子磁極間距的近主磁極輔助磁極；及兩組分別與該近主磁極輔助磁極成對配置、并夾對應(yīng)轉(zhuǎn)子磁極間距的遠主磁極輔助磁極。