轴向分相混合式步进电动机制造技术

本发明专利技术公开了一种轴向分相混合式步进电动机，一种轴向分相混合式步进电动机，包括定子部分、转子部分、左端盖和右端盖，所述定子部分的两端分别安装左端盖和右端盖，所述转子部分位于定子部分的内部；所述定子部分包括内侧左定子、外侧左定子、内侧右定子、外侧右定子、第一绕线环、第一控制线圈、第二绕线环和第二控制线圈，所述转子部分包括左转子、右转子、磁钢片和转轴，定子部分和转子部分均开设有4n+1个小齿。本发明专利技术的定子部分没有比较大的磁极，定子部分和转子不部分均开设有小齿，步距角可通过小齿的数量进行调节，并且小齿的加工简单，方便了整个装置的生产，降低了生产成本。

Axial Phase Separation Hybrid Stepping Motor

【技术实现步骤摘要】
轴向分相混合式步进电动机
本专利技术涉及电动机领域，更具体的说，尤其涉及一种轴向分相混合式步进电动机。
技术介绍
步进电机分为磁阻式步进电机、永磁式步进电机和混合式步进电机。其中，磁阻式步进电机虽然精度较高、制造成本低，但功耗大，输出转矩和功率小；永磁式步进电机虽然功耗小，但是步距角偏大,运行精度偏低。相比之下，混合式步进电机结合了磁阻式步进电机和永磁式步进电机的优点功耗小，输出转矩大，控制精度高，且能提供一定的自定位力矩。但传统的混合式步进电机在结构方面依然存在一定缺陷：1、传统的混合式步进电机中步距角的设计受到大齿数的限制难于实现小步距角。2、传统的混合式步进电机中绕组的绕线较为复杂，电机的定子部分安装较为困难。3、传统的混合式步进电机的永磁体沿轴向充磁，而定子部分和转子部分铁芯由硅钢片叠压而成,硅钢片之间存在着不导磁的绝缘层，不但降低了定子部分和转子部分铁芯轴向的磁导率，而且增大了电机转动惯量。
技术实现思路
本专利技术的目的在于解决传统混合式步进电机难以实现小步距角、绕线较为复杂，定子安装困难以及定子部分和转子部分铁芯的硅钢片之间存在的不导磁的绝缘层降低导磁率、增大电动机转动惯量的问题，提出了一种轴向分相混合式步进电动机，能够通过小齿数调节步距角，加工简单，导磁率大幅度提升，并减轻了整体重量，减少了惯性。本专利技术通过以下技术方案来实现上述目的：一种轴向分相混合式步进电动机，包括定子部分、转子部分、左端盖和右端盖，所述定子部分的两端分别安装左端盖和右端盖，所述转子部分位于定子部分的内部；所述定子部分包括内侧左定子、外侧左定子、内侧右定子、外侧右定子、第一绕线环、第一控制线圈、第二绕线环和第二控制线圈，内侧左定子、外侧左定子、内侧右定子和外侧右定子上均开设有横截面呈方形的环形槽；所述外侧左定子的环形槽与内侧左定子的环形槽组成形成第一环形空腔，所述第一绕线环设置在第一环形空腔内，所述第一控制线圈绕制在第一绕线环上组成第一相电流激励源；所述外侧右定子的环形槽与内侧右定子的环形槽组成形成第二环形空腔，所述第二绕线环设置在第二环形空腔内，所述第二控制线圈绕制在第二绕线环上组成第二相电流激励源；内侧左定子、外侧左定子、内侧右定子、外侧右定子上均设置有至少四个位置一一对应的安装销孔，内侧左定子、外侧左定子、内侧右定子、外侧右定子通过穿过安装销孔的圆柱销固定连接；内侧左定子、外侧左定子、内侧右定子、外侧右定子上开有4n+1个均匀设置的小齿，其中n为正整数；所述转子部分包括左转子、右转子、磁钢片、轴承、轴套和转轴，所述左转子和右转子上开设有与定子部分相同数量的均匀的小齿；左转子和右转子相靠近的面上都开设有方形通孔，所述转轴上设置有方形凸台，转轴依次穿过所述左转子、磁钢片和右转子，左转子上方形通孔的长度、右转子上方形通孔的长度和的磁钢片的厚度之和与转轴上方形凸台的长度相等；转轴通过方形凸台与左转子和右转子上的方形通孔来实现与左转子和右转子的固定以及左转子和右转子上小齿的对齐；所述转轴的两端分别通过轴承连接在左端盖和右端盖上，所述转轴上还套装有两个轴套，其中一个轴套套装在左端盖与左转子之间的转轴上，该轴套的一端顶牢左转子，另一端顶牢左端盖上的轴承；另一个轴套套装在右端盖与右转子之间的转轴上，该轴套的一端顶牢右转子，另一端顶牢右端盖上的轴承。进一步的，所述内侧左定子、外侧左定子、内侧右定子和外侧右定子均由整块软磁材料加工而成，所述左转子和右转子均由整块软磁材料加工成型。进一步的，所述内侧左定子、外侧左定子、内侧右定子、外侧右定子的外部轮廓形状完全相同。进一步的，所述制成内侧左定子、外侧左定子、内侧右定子、外侧右定子、左转子和右转子的软磁材料为高导磁率的金属软磁材料。进一步的，所述内侧左定子、外侧左定子、内侧右定子、外侧右定子的内圈均开有45个均匀设置的小齿，内侧左定子上的小齿和外侧左定子上的小齿错开1/2齿距，内侧右定子上的小齿和外侧右定子上的小齿错开1/2齿距，内侧左定子上的小齿顺时针超过内侧右定子上的小齿1/4齿距。进一步的，内侧左定子、外侧左定子、内侧右定子、外侧右定子上小齿的位置通过圆柱销精确定位互相的错齿关系。进一步的，所述外侧左定子和外侧右定子的外侧面开有左右线圈出线口的槽口。进一步的，所述左转子和右转子均加工成空心环状。使得左转子和右转子可以更进一步的减重，通过加长轴套的长度来缩小左转子和右转子的内圈的轴向长度。进一步的，所述磁钢片固定在左转子和右转子之间，磁钢片轴向充磁，磁钢片的左侧为N极，右侧为S极。本专利技术的有益效果在于：1、本专利技术的定子部分没有比较大的磁极，定子部分和转子不部分均开设有小齿，步距角可通过小齿的数量进行调节，并且小齿的加工简单，方便了整个装置的生产，降低了生产成本。2、本专利技术的定子部分的四个定子和转子部分的两个转子均由整块软磁材料加工成型，相比硅钢片叠压而成的定子部分和转子部分，不仅大幅度提高了定子部分定子部分和转子部分的磁导率，而且了定子部分和转子部分的重量减轻。3、本专利技术的转子部分的内部设置成方形可以使得左转子的小齿每转动90°将与右转子的小齿产生1/4齿距，使得转子部分的错齿安装方便。4、本专利技术的转子部分采用空心环结构，极大的降低了本装置的转动惯量，提高了本装置的动态响应能力。5、本专利技术的定子部分分为内侧左定子、外侧左定子、内侧右定子、外侧右定子四段，组成两个环形线圈槽，线圈采用周向绕制，绕组安装与绕线简便。附图说明图1是本专利技术轴向分相混合式步进电动机的整体结构示意图。图2是本专利技术转子部分的结构示意图。图3是本专利技术定子部分的结构示意图。图4是本专利技术转轴的结构示意图。图5～13为本专利技术的工作原理示意图。图中，1-右端盖、2-轴承、3-转轴、4-轴套、5-右转子、6-外侧右定子、7-第一绕线环、8-左转子、9-外侧左定子、10-左端盖、11-螺母、12-圆柱销、13-内侧左定子、14-内侧右定子、15-第一控制线圈、16-磁钢片、17-第二绕线环、18-第二控制线圈、19-安装销孔。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步说明：如图1～13所示，一种轴向分相混合式步进电动机，包括定子部分、转子部分、左端盖10和右端盖1，所述定子部分的两端分别安装左端盖10和右端盖1，所述转子部分位于定子部分的内部。所述定子部分包括内侧左定子13、外侧左定子9、内侧右定子14、外侧右定子6、第一绕线环14、第一控制线圈15、第二绕线环17和第二控制线圈18，所述内侧左定子13、外侧左定子9、内侧右定子14和外侧右定子6均由整块软磁材料加工而成，内侧左定子13、外侧左定子9、内侧右定子14和外侧右定子6上均开设有横截面呈方形的环形槽，环形槽的横截面呈方形方便内部线圈部分的安装；所述外侧左定子9的环形槽与内侧左定子13的环形槽组成形成第一环形空腔，所述第一绕线环14设置在第一环形空腔内，所述第一控制线圈15绕制在第一绕线环14上组成第一相电流激励源；所述外侧右定子6的环形槽与内侧右定子14的环形槽组成形成第二环形空腔，所述第二绕线环17设置在第二环形空腔内，所述第二控制线圈18绕制在第二绕线环17上组成第二相电流激励源；内侧左定子13、外侧左定子9、内侧右定子14、外侧右定子6上均设置有至少四个位置一一对本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种轴向分相混合式步进电动机，其特征在于：包括定子部分、转子部分、左端盖(10)和右端盖(1)，所述定子部分的两端分别安装左端盖(10)和右端盖(1)，所述转子部分位于定子部分的内部；所述定子部分包括内侧左定子(13)、外侧左定子(9)、内侧右定子(14)、外侧右定子(6)、第一绕线环(7)、第一控制线圈(15)、第二绕线环(17)和第二控制线圈(18)，内侧左定子(13)、外侧左定子(9)、内侧右定子(14)和外侧右定子(6)上均开设有横截面呈方形的环形槽；所述外侧左定子(9)的环形槽与内侧左定子(13)的环形槽组成形成第一环形空腔，所述第一绕线环(7)设置在第一环形空腔内，所述第一控制线圈(15)绕制在第一绕线环(7)上组成第一相电流激励源；所述外侧右定子(6)的环形槽与内侧右定子(14)的环形槽组成形成第二环形空腔，所述第二绕线环(17)设置在第二环形空腔内，所述第二控制线圈(18)绕制在第二绕线环(17)上组成第二相电流激励源；内侧左定子(13)、外侧左定子(9)、内侧右定子(14)、外侧右定子(6)上均设置有至少四个位置一一对应的安装销孔(19)，内侧左定子(13)、外侧左定子(9)、内侧右定子(14)、外侧右定子(6)通过穿过安装销孔(19)的圆柱销(12)固定连接；内侧左定子(13)、外侧左定子(9)、内侧右定子(14)、外侧右定子(6)上开有4n+1个均匀设置的小齿，其中n为正整数；所述转子部分包括左转子(8)、右转子(5)、磁钢片(16)、轴承(2)、轴套(4)和转轴(3)，所述左转子(8)和右转子(5)上开设有与定子部分相同数量的均匀的小齿；左转子(8)和右转子(5)相靠近的面上都开设有方形通孔，所述转轴(3)上设置有方形凸台，转轴(3)依次穿过所述左转子(8)、磁钢片(16)和右转子(5)，左转子(8)上方形通孔的长度、右转子(5)上方形通孔的长度和的磁钢片的厚度之和与转轴(3)上方形凸台的长度相等；转轴(3)通过方形凸台与左转子(8)和右转子(5)上的方形通孔来实现与左转子(8)和右转子(5)的固定以及左转子(8)和右转子(5)上小齿的对齐；所述转轴(3)的两端分别通过轴承(2)连接在左端盖(10)和右端盖(1)上，所述转轴上还套装有两个轴套(4)，其中一个轴套(4)套装在左端盖(10)与左转子之间的转轴上，该轴套(4)的一端顶牢左转子(8)，另一端顶牢左端盖(10)上的轴承(2)；另一个轴套(4)套装在右端盖(1)与右转子(5)之间的转轴(3)上，该轴套(4)的一端顶牢右转子(5)，另一端顶牢右端盖(1)上的轴承(2)。...

【技术特征摘要】
1.一种轴向分相混合式步进电动机，其特征在于：包括定子部分、转子部分、左端盖(10)和右端盖(1)，所述定子部分的两端分别安装左端盖(10)和右端盖(1)，所述转子部分位于定子部分的内部；所述定子部分包括内侧左定子(13)、外侧左定子(9)、内侧右定子(14)、外侧右定子(6)、第一绕线环(7)、第一控制线圈(15)、第二绕线环(17)和第二控制线圈(18)，内侧左定子(13)、外侧左定子(9)、内侧右定子(14)和外侧右定子(6)上均开设有横截面呈方形的环形槽；所述外侧左定子(9)的环形槽与内侧左定子(13)的环形槽组成形成第一环形空腔，所述第一绕线环(7)设置在第一环形空腔内，所述第一控制线圈(15)绕制在第一绕线环(7)上组成第一相电流激励源；所述外侧右定子(6)的环形槽与内侧右定子(14)的环形槽组成形成第二环形空腔，所述第二绕线环(17)设置在第二环形空腔内，所述第二控制线圈(18)绕制在第二绕线环(17)上组成第二相电流激励源；内侧左定子(13)、外侧左定子(9)、内侧右定子(14)、外侧右定子(6)上均设置有至少四个位置一一对应的安装销孔(19)，内侧左定子(13)、外侧左定子(9)、内侧右定子(14)、外侧右定子(6)通过穿过安装销孔(19)的圆柱销(12)固定连接；内侧左定子(13)、外侧左定子(9)、内侧右定子(14)、外侧右定子(6)上开有4n+1个均匀设置的小齿，其中n为正整数；所述转子部分包括左转子(8)、右转子(5)、磁钢片(16)、轴承(2)、轴套(4)和转轴(3)，所述左转子(8)和右转子(5)上开设有与定子部分相同数量的均匀的小齿；左转子(8)和右转子(5)相靠近的面上都开设有方形通孔，所述转轴(3)上设置有方形凸台，转轴(3)依次穿过所述左转子(8)、磁钢片(16)和右转子(5)，左转子(8)上方形通孔的长度、右转子(5)上方形通孔的长度和的磁钢片的厚度之和与转轴(3)上方形凸台的长度相等；转轴(3)通过方形凸台与左转子(8)和右转子(5)上的方形通孔来实现与左转子(8)和右转子(5)的固定以及左转子(8)和右转子(5)上小齿的对齐；所述转轴(3)的两端分别通过轴承(2)连接在左端盖(10)和右端盖(1)上，所述转轴上还套装有两个轴套(4)，其中一个轴套(4)套装在左端盖(10)与左转子之间的转轴上...

【专利技术属性】
技术研发人员：裘信国，杨昆，姜伟，周见行，陈品超，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33