[實用新型]步進電機

無效

• 申請號: 201120105337.0
• 申請日: 2011-04-12
• 公開（公告）號: CN201975974U
• 公開（公告）日: 2011-09-14
• 發明（設計）人: 宋洪杰
• 申請（專利權）人: 深圳市創元微機電有限公司
• 主分類號: H02K37/10
• 分類號: H02K37/10
• 代理公司: 深圳市順天達專利商標代理有限公司 44217
• 代理人: 李琴

技術領域

本實用新型涉及步進電機，更具體地說，涉及一種具有新型的定子結構和電磁設計并對關鍵參數進行明確定義的步進電機。

背景技術

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用在許多領域的自動化控制系統中。

然而，傳統步進電機的設計中，電機輸出步距的精度和平穩定對構成電機的各零件的精度和相互關系非常敏感，如轉子尺寸、定子尺寸、轉子表磁、線圈電感等等，所以在生產時，對各零件尺寸精度的要求非常高。當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。

實用新型內容

本實用新型要解決的技術問題在于，針對傳統步進電機的上述不足，提供一種具有新型的定子結構和電磁設計的步進電機，并明確定義關鍵參數之間的關系，使其零件容易加工及控制質量以確保電機輸出精確穩定。

本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是：提出一種步進電機，包括定子和轉子，所述定子包括左右對稱分體設置的左定子片和右定子片，且左定子片和右定子片上分別設有左線圈和右線圈，左定子片和右定子片都分別設有上、下兩個定子磁極；所述轉子包括磁石，容置在左定子片和右定子片的定子磁極所圍成的空間內；所述定子和轉子滿足如下關系：280°/N≥β≥210°/N，其中，β表示左定子片和左定子片的定子磁極的張角；N表示轉子磁石的磁極數量。

根據本實用新型的步進電機的實施例中，所述定子和轉子還滿足如下關系：σ＝α，其中，σ表示每一定子片的上、下兩個定子磁極的位置張角；α表示轉子磁石的磁極張角。

根據本實用新型的步進電機的實施例中，所述轉子磁石的磁極張角滿足如下關系：α＝360°/N，其中，α表示轉子磁石的磁極張角；N表示轉子磁石的磁極數量。

根據本實用新型的步進電機的實施例中，所述定子和轉子還滿足如下關系式：Ω＝450°(n/N)，其中，Ω表示每一定子片上靠近上方的定子磁極的中線與左右線圈對稱中線之間的夾角；N表示轉子磁石的磁極數量；其中，當N＝8時，n＝1或2；當N＝10時，n＝1或2或3；當N＝12時，n＝1或2或3或4；當N＝14時，n＝1或2或3或4或5。

根據本實用新型的步進電機的實施例中，所述定子和轉子還滿足如下關系：((BHmax*D)/1150)＜g＜((BHmax*D)/1900)，其中，g表示轉子磁石表面與定子片定子磁極表面之間的間隙；BHmax表示轉子磁石的表磁能量；D表示轉子磁石的直徑。

本實用新型通過對步進電機中定子片結構形狀及其與電磁系統中轉子的相關位置關系進行新型的設計和明確定義，使得電機零部件的加工和質量控制更加容易，降低制造成本，而且采用本實用新型的設計方案的步進電機將比傳統電機輸出更精確穩定，可主要應用于汽車儀表和汽車領域的精密定位。

附圖說明

下面將結合附圖及實施例對本實用新型作進一步說明，附圖中：

圖1是根據本實用新型實施例的步進電機電磁系統的結構示意圖。

具體實施方式

為了使本實用新型的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，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，根據本實用新型一個實施例的步進電機100的電磁系統主要由定子110和轉子120構成。定子110包括左右對稱分體設置的左定子片111和右定子片112。左定子片111設有左線圈113，并形成有上、下兩個定子磁極，即第一左定子磁極115和第二左定子磁極116。同樣的，右定子片112設有右線圈114，并形成有上、下兩個定子磁極，即第一右定子磁極117和第二右定子磁極118。轉子120由磁石構成，容置在左定子片111的第一左定子磁極115和第二左定子磁極116、以及右定子片112的第一右定子磁極117和第二右定子磁極118所圍成的空間內。當定子110上的左線圈113和右線圈114接入電脈沖，產生的電磁轉矩驅動轉子120旋轉，輸出電機功率。因本實用新型對步進電機的改進涉及新型的定子形狀和結構設計及其電磁系統內各參數之間的關系，因而在此不再對該步進電機的具體物理結構做詳細描述。本實用新型的步進電機的具體功能原理和裝配，和現有的傳統步進電機基本相同。