[發(fā)明專利]一種優(yōu)化步進電機定子的方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202310415756.1
• 申請日: 2023-04-18
• 公開（公告）號: CN116365739A
• 公開（公告）日: 2023-06-30
• 發(fā)明（設計）人: 李聽斌;呂強;王立英;戚振亞;寧劍建;陳薇薇;周奇慧
• 申請（專利權）人: 上海微電機研究所（中國電子科技集團公司第二十一研究所）
• 主分類號: H02K1/14
• 分類號: H02K1/14;H02K37/00
• 代理公司: 北京五洲洋和知識產權代理事務所(普通合伙) 11387
• 代理人: 劉紅彬;劉春成

本發(fā)明涉及步進電機的技術領域，尤其涉及一種優(yōu)化步進電機定子的方法，該方法包括如下步驟：S1、保持步進電機的定子直徑、轉子直徑、相數以及步距角不變，減少步進電機每一相的極對數；S2、增加每一個大極上的繞組匝數；S3、調整相鄰的大極的大極中心線之間的機械角度，或調整相鄰的大極的定子小齒中心線之間的機械角度，以使步進電機的拍數在每一相的極對數減少前后保持不變的情況下，步距角不變。本發(fā)明通過減少定子上每一相的極對數，并同時調整相鄰大極的大極中心線之間的機械角度，或相鄰大極的定子小齒中心線之間的機械角度，使得在拍數和步距角均不變的情況下，步進電機的輸出力矩得到增大。

技術領域

本發(fā)明涉及電機技術領域，具體涉及一種優(yōu)化步進電機定子的方法。

背景技術

步進電機是一種將電脈沖信號轉換成相應角位移或線位移的電動機。每輸入一個脈沖信號，轉子就轉動一個角度或前進一步，其輸出的角位移或線位移與輸入的脈沖數成正比，轉速與脈沖頻率成正比。

步進電機包括定子和轉子。定子上均勻分布多個大極，每大極上有若干定子小齒，大極之間的空間內繞制有繞組。轉子上均勻分布若干個轉子小齒。步進電機的定子上的總磁極數為2mP，其中m為相數，P為每一相的極對數。P通常取1或2，直徑較大的電機可取更大值。當P值較大時，大極之間的槽容積將受到限制，不足以容納足夠的導線數量，從而降低電機的力矩性能指標。

但是，僅減少P值會破壞步進電機相與相之間正確的相位角關系，阻礙步進電機的優(yōu)化。

發(fā)明內容

為了對步進電機的定子進行優(yōu)化，同時避免破壞步進電機相與相之間正確的相位角關系，本申請?zhí)峁┮环N步進電機優(yōu)化步進電機定子的方法。

本發(fā)明所提供的一種優(yōu)化步進電機定子的方法，采用如下的技術方案：

一種優(yōu)化步進電機定子的方法，所述方法包括如下步驟：

S1、保持所述步進電機的定子直徑、轉子直徑、相數以及步距角不變，減少所述步進電機每一相的極對數；

S2、增加每一個所述大極上的繞組匝數；

S3、調整相鄰的所述大極的大極中心線之間的機械角度，或調整相鄰的所述大極的定子小齒中心線之間的機械角度，以使所述步進電機的拍數在所述步進電機每一相的極對數減少前后保持不變的情況下，步距角不變。

可選的，所述調整相鄰的所述大極之間的機械角度包括，調整相鄰的所述大極中心線之間的機械角度θ_p，使其與轉子小齒齒距角θ_t、所述步進電機的拍數m₁之間滿足如下關系：

可選的，所述調整相鄰的所述大極中心線之間的機械角度包括，調整任意一個磁場變化周期內的相鄰的所述大極中心線之間的機械角度，其余所述大極中心線之間的機械角度依據所述大極之間的對應關系作出相應調整。

可選的，所述調整任意一個磁場變化周期內的相鄰的所述大極中心線之間的機械角度包括，使所述磁場變化周期內的所述相鄰的所述大極中心線之間的機械角度沿所述定子的圓周方向逐個減小所述轉子小齒之間的齒距角的

可選的，所述調整相鄰所述大極上的定子小齒之間的機械角度具體包括，所述調整相鄰的所述大極的定子小齒中心線之間的機械角度包括，調整相鄰的所述大極的定子小齒中心線之間的機械角度θ_p＇，使其與轉子小齒之間的齒距角θ_t、所述步進電機的拍數m₁滿足如下關系：

可選的，所述調整相鄰的所述大極的定子小齒中心線之間的機械角度包括，調整任意一個磁場變化周期內的相鄰的所述大極的定子小齒中心線之間的機械角度，其余所述大極的定子小齒中心線之間的機械角度依據所述大極之間的對應關系作出相應調整。