專利名稱：步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)式計(jì)度器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種電能表用的計(jì)度器，特別是由多對(duì)極步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的計(jì)度器。
眾所周知的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)式計(jì)度器，其步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)子和定子都只有一對(duì)磁極，轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)一圈由兩步完成。兩步式電機(jī)的轉(zhuǎn)子每一步要轉(zhuǎn)動(dòng)180度的角度，其中電機(jī)轉(zhuǎn)子在電磁力矩作用下要轉(zhuǎn)過(guò)150度的大角度，轉(zhuǎn)子每次啟動(dòng)時(shí)，其圓周切線方向的電磁力分量(有效分量)只有電磁力的26％，可見(jiàn)其效率很低，轉(zhuǎn)動(dòng)力矩小且不均勻，影響了計(jì)度器的可靠性。除此之外，一對(duì)極步進(jìn)電機(jī)需要較多的減速齒輪，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，裝配繁瑣，也是影響計(jì)度器可靠性的一個(gè)因素。
本實(shí)用新型的目的是提供一種驅(qū)動(dòng)力矩大且均勻、簡(jiǎn)化變速機(jī)構(gòu)、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行可靠的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)式計(jì)度器。
本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的它由計(jì)度器組件、變速機(jī)構(gòu)、步進(jìn)電機(jī)架、定子、轉(zhuǎn)子、轉(zhuǎn)子軸、轉(zhuǎn)子齒輪、線圈、磁屏蔽罩組成，步進(jìn)電機(jī)定子磁極數(shù)與轉(zhuǎn)子磁極數(shù)之比為1∶3或3∶1或1∶1，其中1∶1時(shí)定子和轉(zhuǎn)子都具有兩對(duì)或兩對(duì)以上的磁極。
當(dāng)步進(jìn)電機(jī)定子磁極數(shù)與轉(zhuǎn)子磁極數(shù)之比為1∶1時(shí)，定子與轉(zhuǎn)子都有三對(duì)磁極。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于轉(zhuǎn)子每一步轉(zhuǎn)過(guò)的角度不大于90度，每次轉(zhuǎn)子啟動(dòng)時(shí)，其電磁力的有效分量至少為電磁力的80％，效率較高，驅(qū)動(dòng)力矩大且均勻。同時(shí)，在電流脈沖頻率相同的條件下，多對(duì)極步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速比一對(duì)極步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速至少慢一半，可以減少變速齒輪，使計(jì)度器結(jié)構(gòu)緊湊、裝配過(guò)程簡(jiǎn)化、可靠性提高。


圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為三對(duì)定子磁極和三對(duì)轉(zhuǎn)子磁極的步進(jìn)電機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步的描述。
如圖1、2所示其中定子5在線圈4通入電流時(shí)具有三對(duì)磁極，轉(zhuǎn)子8也具有三對(duì)永久磁極。當(dāng)線圈4無(wú)電流時(shí)，轉(zhuǎn)子8靠自身永久磁場(chǎng)產(chǎn)生的定位力矩使轉(zhuǎn)子處于平衡方向(假定為0度方向，總共六個(gè)平衡方向均勻分布在360度上)；當(dāng)線圈4通入正極性電流時(shí)，定子5的磁場(chǎng)與轉(zhuǎn)子8的磁場(chǎng)相互作用產(chǎn)生電磁力矩，使轉(zhuǎn)子8順向轉(zhuǎn)動(dòng)約50度；電流消失后，轉(zhuǎn)子8受定位力矩作用繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)到下一個(gè)平衡方向(60度方向)，該平衡方向與上一個(gè)平衡方向轉(zhuǎn)子8的極性相反；當(dāng)線圈通入負(fù)極性電流時(shí)，轉(zhuǎn)子8繼續(xù)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)到約110度方向，電流消失后，轉(zhuǎn)子8轉(zhuǎn)動(dòng)到120度方向，完成一個(gè)工作周期，三個(gè)工作周期使轉(zhuǎn)子8轉(zhuǎn)動(dòng)一圈。轉(zhuǎn)子8每次啟動(dòng)時(shí)，其電磁力的有效分量為電磁力的89％；它帶動(dòng)轉(zhuǎn)子軸9和轉(zhuǎn)子齒輪3轉(zhuǎn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)變速機(jī)構(gòu)2，再帶動(dòng)計(jì)度器組件1工作。定子5固定在步進(jìn)電機(jī)架7上，轉(zhuǎn)子軸9也活套在步進(jìn)電機(jī)架7上。磁屏蔽罩6是用作屏蔽外磁場(chǎng)干擾的。
當(dāng)步進(jìn)電機(jī)定子與轉(zhuǎn)子的磁極數(shù)之比為1∶3時(shí)，以一對(duì)定子磁極和三對(duì)轉(zhuǎn)子磁極為例，定子在線圈通入電流時(shí)具有一對(duì)磁極，轉(zhuǎn)子具有三對(duì)永久磁極，共有六個(gè)平衡方向均勻分布在360度上，其工作原理與上述三對(duì)極定子和三對(duì)極轉(zhuǎn)子步進(jìn)電機(jī)相同，只是在每步工作中僅有一對(duì)轉(zhuǎn)子磁極起作用，另外兩對(duì)轉(zhuǎn)子磁極的作用相互抵消，因此驅(qū)動(dòng)力矩較小。
當(dāng)步進(jìn)電機(jī)定子與轉(zhuǎn)子的磁極數(shù)之比為3∶1時(shí)，以三對(duì)定子磁極和一對(duì)轉(zhuǎn)子磁極為例，定子在線圈通入電流時(shí)具有三對(duì)磁極，轉(zhuǎn)子具有一對(duì)永久磁極，共有六個(gè)平衡方向均勻分布在360度上，其工作原理與上述三對(duì)極定子和三對(duì)極轉(zhuǎn)子步進(jìn)電機(jī)相同，只是在每步工作中僅有一對(duì)定子磁極起作用，另外兩對(duì)定子磁極的作用相互抵消，因此驅(qū)動(dòng)力矩較小。
如圖1所示，當(dāng)定子磁極為1對(duì)或2對(duì)時(shí)，轉(zhuǎn)子磁極為3對(duì)或6對(duì)；當(dāng)轉(zhuǎn)子磁極為1對(duì)或2對(duì)時(shí)，定子磁極為3對(duì)或6對(duì)；當(dāng)定子和轉(zhuǎn)子的磁極數(shù)相同時(shí)，它們分別具有兩對(duì)或兩對(duì)以上的磁極。這樣，轉(zhuǎn)子至少要?jiǎng)幼魉牟讲呸D(zhuǎn)動(dòng)完整的一圈。轉(zhuǎn)子由永久磁鋼制成，它與轉(zhuǎn)子軸、轉(zhuǎn)子齒輪連為一體，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)子齒輪驅(qū)動(dòng)變速機(jī)構(gòu)，再帶動(dòng)計(jì)度器組件工作。磁屏蔽罩是用作屏蔽外磁場(chǎng)干擾的。
權(quán)利要求1.一種步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)式計(jì)度器，由計(jì)度器組件、變速機(jī)構(gòu)、步進(jìn)電機(jī)架、定子、轉(zhuǎn)子、轉(zhuǎn)子軸、轉(zhuǎn)子齒輪、線圈、磁屏蔽罩組成，其特征在于步進(jìn)電機(jī)定子磁極數(shù)與轉(zhuǎn)子磁極數(shù)之比為1∶3或3∶1或1∶1，其中1∶1時(shí)定子和轉(zhuǎn)子都具有兩對(duì)或兩對(duì)以上的磁極。
2.如權(quán)利要求1中所述的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)式計(jì)度器，其特征在于當(dāng)步進(jìn)電機(jī)定子磁極數(shù)與轉(zhuǎn)子磁極數(shù)之比為1∶1時(shí)，定子與轉(zhuǎn)子都有三對(duì)磁極。
專利摘要本實(shí)用新型的多對(duì)極步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)式計(jì)度器,其步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)子或定子具有多對(duì)磁極,轉(zhuǎn)子至少要?jiǎng)幼魉牟讲呸D(zhuǎn)動(dòng)完整的一圈,即每一步轉(zhuǎn)過(guò)的角度不大于90度,使轉(zhuǎn)子每次啟動(dòng)時(shí),所受電磁力的有效分量至少為電磁力的80%,效率較高,驅(qū)動(dòng)力矩大且均勻;同時(shí),由于轉(zhuǎn)速較慢,可以減少變速齒輪,使計(jì)度器結(jié)構(gòu)緊湊、可靠性提高。
文檔編號(hào)G01R11/00GK2429834SQ00242439
公開(kāi)日2001年5月9日 申請(qǐng)日期2000年7月16日 優(yōu)先權(quán)日2000年7月16日
發(fā)明者李之滇, 韓磊 申請(qǐng)人:李之滇