[實用新型]步進電機

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201020545754.2
• 申請日: 2010-09-27
• 公開（公告）號: CN201860243U
• 公開（公告）日: 2011-06-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 宋洪杰
• 申請（專利權(quán)）人: 深圳市創(chuàng)元微機電有限公司
• 主分類號: H02K37/14
• 分類號: H02K37/14
• 代理公司: 深圳市順天達專利商標(biāo)代理有限公司 44217
• 代理人: 李琴

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及步進電機，更具體地說，涉及一種對關(guān)鍵參數(shù)進行明確定義的步進電機。

背景技術(shù)

步進電機是以脈沖信號來控制的一種電動機。步進電機會將電脈沖信號通過齒輪系傳動轉(zhuǎn)化為角位移或線位移。步進電機以電脈沖信號控制的特點，特別適于數(shù)字化控制，是機電一體化的重要元件，因而步進電機目前被廣泛應(yīng)用在許多領(lǐng)域的自動化控制系統(tǒng)和數(shù)控模擬顯示中。

然而，傳統(tǒng)步進電機的設(shè)計中，電機步距角的精度對構(gòu)成電機的各零件的制造精度非常敏感，如轉(zhuǎn)子尺寸、定子尺寸、轉(zhuǎn)子表磁、線圈電感等等，所以在生產(chǎn)時，對各零件尺寸精度的要求非常高。當(dāng)零件精度不足而引起電機步距角精度不足時，容易引起噪音偏大、輸出輪抖動等問題。

實用新型內(nèi)容

本實用新型要解決的技術(shù)問題在于，針對傳統(tǒng)步進電機的上述不足，提供一種明確定義關(guān)鍵參數(shù)之間的關(guān)系的步進電機，使其零件容易加工及控制質(zhì)量以確保電機輸出精確穩(wěn)定。

本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：提出一種步進電機，包括定子和轉(zhuǎn)子，所述定子包括中心定子片、左定子片和右定子片，且左定子片和右定子片上分別設(shè)有左線圈和右線圈，所述轉(zhuǎn)子包括磁石，容置在中心定子片、左定子片和右定子片圍成的空間內(nèi)，所述定子和轉(zhuǎn)子滿足如下關(guān)系式：(BHmax*D)/2200＜μ＜(BHmax*D)/1300，其中，μ表示轉(zhuǎn)子磁石表面與定子片磁極表面之間的間隙；BHmax表示轉(zhuǎn)子磁石的表磁能量；D表示轉(zhuǎn)子磁石的直徑。

根據(jù)本實用新型的步進電機的實施例中，所述定子的中心定子片、左定子片和右定子片的磁極表面與所述轉(zhuǎn)子磁石表面之間的間隙不相同。

根據(jù)本實用新型的步進電機的實施例中，所述定子的中心定子片、左定子片和右定子片的磁極表面與所述轉(zhuǎn)子磁石表面之間的間隙滿足如下關(guān)系式：0.95*μ₂＞μ₁＞0.85*μ₂，其中，μ₁表示中心定子片的磁極表面與轉(zhuǎn)子磁石表面之間的間隙；μ₂表示左定子片和右定子片的磁極表面與轉(zhuǎn)子磁石表面之間的間隙。

根據(jù)本實用新型的步進電機的實施例中，所述定子和轉(zhuǎn)子還滿足如下關(guān)系式：(2/3)α＞β＞(1/3)α，其中，α為轉(zhuǎn)子磁極角；β為定子磁極角。一個優(yōu)選實施例中，所述定子和轉(zhuǎn)子滿足：β＝(α/2)±3°，其中，α為轉(zhuǎn)子磁極角；β為定子磁極角。

本實用新型通過對步進電機中電磁系統(tǒng)的關(guān)鍵參數(shù)之間的關(guān)系進行明確定義，使得電機零部件的加工和質(zhì)量控制更加容易，減少了耗料，生產(chǎn)更簡易、成本更低，而且采用本實用新型的設(shè)計方案的步進電機將比傳統(tǒng)電機輸出更精確穩(wěn)定，可廣泛應(yīng)用于汽車儀表、醫(yī)療儀器、步距控制等領(lǐng)域。

附圖說明

下面將結(jié)合附圖及實施例對本實用新型作進一步說明，附圖中：

圖1是根據(jù)本實用新型實施例的步進電機的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是根據(jù)本實用新型采用不同定、轉(zhuǎn)子間隙的步進電機的工作噪音對比圖。

具體實施方式

為了使本實用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。

如圖1所示，根據(jù)本實用新型一個實施例的步進電機100的電磁系統(tǒng)主要由定子10和轉(zhuǎn)子20構(gòu)成。定子10包括中心定子片13、左定子片11和右定子片12，并且左定子片11和右定子片12上分別設(shè)有左線圈14和右線圈15。轉(zhuǎn)子20包括磁石，容置在中心定子片13、左定子片11和右定子片12圍成的空間內(nèi)。當(dāng)轉(zhuǎn)子10上的左線圈14和右線圈15接入電脈沖，產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩驅(qū)動轉(zhuǎn)子10旋轉(zhuǎn)，輸出電機功率。因本實用新型對步進電機的改進僅涉及其電磁系統(tǒng)內(nèi)各參數(shù)之間的關(guān)系，因而在此不再對該步進電機的具體結(jié)構(gòu)做詳細描述。本實用新型的步進電機的具體結(jié)構(gòu)和裝配，和現(xiàn)有的傳統(tǒng)步進電機基本相同。

為了獲得很好的轉(zhuǎn)動平穩(wěn)性以確保電機輸出精確穩(wěn)定，本實用新型對轉(zhuǎn)子磁石表面與定子片磁極表面之間的間隙μ這一參數(shù)進行了明確定義。間隙μ過小，會大幅增加轉(zhuǎn)子和定子片尺寸控制的精度，增加制造難度和成本；間隙μ過大，則會影響電機電磁能量向機械動能轉(zhuǎn)換的穩(wěn)定性。轉(zhuǎn)子和定子片之間的間隙μ基本上取決于轉(zhuǎn)子磁石的表磁能量BHmax，因而本實用新型定義該間隙μ滿足如下函數(shù)關(guān)系：

(BHmax*D)/2200＜μ＜(BHmax*D)/1300????????????(1)