[發明專利]定子跟進式步進電機

在審

• 申請號: 201310687764.8
• 申請日: 2013-12-05
• 公開（公告）號: CN104702082A
• 公開（公告）日: 2015-06-10
• 發明（設計）人: 周宗元
• 申請（專利權）人: 周宗元
• 主分類號: H02K37/00
• 分類號: H02K37/00
• 代理公司: 杭州豐禾專利事務所有限公司 33214
• 代理人: 陳炳炎

定子跟進式步進電機由殼體、定子、轉子、單向運動步幅裝置等組成，本發明采用定子與轉子邁步式步進推動原理，由定子推動轉子邁進一步，隨后定子再跟進一步，依次循環不斷，實現轉子步進轉動。轉子步進次數與定子極性交替變化次數相關，步幅精確。它具有能源利用率高，起動力矩大，發熱少，體積小，重量輕，大功率，制造工藝簡單，低碳環保和可作低速電機使用等特點。

技術領域

本發明涉及一種定子跟進式步進電機裝置，屬于電機技術領域，尤其是一種結構簡單、高效節能、低碳環保的步進電機。

背景技術

目前，公知的市售步進電機由于步進推動原理問題，一直以來存在著體積大、重量重、耗能高、發熱、小功率、工藝復雜等問題不利于產品優化升級和低碳節能。

發明內容

為了克服目前步進電機發熱、體積大、能源利用率低等諸多問題，本發明提供一種定子跟進式步進電機裝置，該裝置采用定子與轉子邁步式步進推動原理，由定子推動轉子邁進一步，然后定子再緊隨轉子轉動方向跟進一步，依次循環不斷，實現轉子步進旋轉。

本發明主要由殼體、定子、轉子、限止齒、單向頂、單向轉動裝置、定子鎖定器組成。定子鎖定器設在殼體上，對停止工作狀態的定子進行鎖定，或者殼體上也可以不設定子鎖定器。定子通過單向運動步幅裝置與殼體聯接或定子通過單向轉動裝置與殼體聯接。單向運動步幅裝置由限止齒和單向頂組成。限止齒與殼體聯接，單向頂與定子聯接或單向頂與殼體聯接，限止齒與定子聯接。單向頂可在定子或殼體上作開合動作，控制定子只作單向運動。單向頂設置數量不限，沿周可以等距排列或不等距排列，單向頂可以全部進入或分批按順序進入限止齒齒內。限止齒齒形的幾何形狀不限。定子受單向運動步幅裝置或單向轉動裝置限制，只能單向轉動，不能反向轉動。單向運動步幅裝置和單向轉動裝置的轉動朝向可以轉換。轉子與定子聯接或轉子通過單向轉動裝置與殼體聯接，轉子受單向轉動裝置限制只作單向轉動。定子轉動方向與轉子轉動方向相同。轉子磁極位于定子兩磁極之間。轉子磁極與定子磁極可以采用咬合組合結構，轉子磁極進到定子相鄰兩磁極之間內，或者轉子磁極與定子磁極也可以采用內外組合結構，轉子磁極設置在定子磁極內徑內，或者轉子磁極與定子磁極也可以采用半包組合結構，轉子磁極有二面或三面與定子磁極相對應或定子磁極有二面或三面與轉子磁極相對應，或者轉子與定子也可以采用面面組合結構，轉子設置在左邊，定子設置在右邊或轉子設置在右邊，定子設置在左邊。轉子磁極極性不變，定子磁極極性交替變化或轉子磁極極性交替變化，定子磁極極性不變。

采用轉子磁極極性不變，定子磁極極性交替變化設計的，當開始工作時，定子鎖定器首先對定子快速解鎖，定子進入工作狀態，此時當定子磁極極性與相鄰轉子磁極極性相同時，磁性排斥力將同時作用于定子和轉子上。由于定子轉向受單向運動步幅裝置或單向轉動裝置限制，只能進不能退，故磁性排斥力只能作用于轉子上，推動轉子運動到定子下一個不同極性的磁極位置時停止。至此，轉子轉動了一步。隨后，定子磁極極性改變，定子和轉子同時受到相反磁性力的作用，由于轉子受運動慣性和帶負載的制約，對相反力矩的反應慢或受單向轉動裝置限制，轉子不能反向運動。而定子卻不存在轉子這些制約因素，對力矩反應速度快，會迅速朝轉子轉動方向跟進一步，使定子又回到與轉子相對應的起初位置。同時，定子也帶動單向頂或限止齒在限止齒或單向頂上移動一定的距離。單向頂和限止齒不僅可以限制定子只進不能退的作用，還可以對定子每次的運動步距誤差自動作調節。如此反復循環，轉子便在磁性力推動下，步步向前運動，定子同樣在磁性力推動下步步向前跟進。當停止工作時，定子鎖定器會快速將定子鎖定，制止定子的慣性運動。轉子和定子都能對外輸出動力。轉子和定子的運動步數與定子磁極極性交替變化次數相關。如果采用轉子磁極極性交替變化，定子磁極極性不變設計，其工作原理與上述相同。

本發明的有益效果是，采用定子跟進式推動轉子步進的電機，由于定轉子之間的磁性作用力基本轉化在作功上，所以，不僅能源利用率高，起動力距大，發熱少和可制造大功率步進電機，而且，電機耗材少，體積小，重量輕和可作低速電機使用等。

附圖說明