專利名稱:三極靴步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的制作方法
本實(shí)用新型涉及一種步進(jìn)電動(dòng)機(jī)。
目前，由于電力供應(yīng)緊張，國家已實(shí)行兩步電價(jià)政策，因此各地都在推廣分時(shí)計(jì)度電度表。機(jī)械電子混合式分時(shí)計(jì)度電度表中的關(guān)鍵部件——機(jī)械計(jì)數(shù)器的驅(qū)動(dòng)元件有二種，一種是用電磁鐵帶動(dòng)棘輪機(jī)構(gòu)撥動(dòng)計(jì)數(shù)器，另一種是采用永磁步進(jìn)電動(dòng)機(jī)。目前采用的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)是已經(jīng)公知的電子鐘用單相永磁步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，參見《南京鐘表材料廠產(chǎn)品目錄》但這種電機(jī)輸出力矩小，只有50毫克·厘米左右，用來驅(qū)動(dòng)機(jī)械計(jì)數(shù)器常發(fā)生停轉(zhuǎn)現(xiàn)象。同時(shí)由于采用單相二極靴結(jié)構(gòu)，存在死點(diǎn)容易引起失步倒轉(zhuǎn)或在原處抖動(dòng)，從而使記錄出錯(cuò)。如選用其它步進(jìn)電機(jī)，由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體積大、價(jià)格高，無法采用。
因此，本實(shí)用新型的任務(wù)就是設(shè)計(jì)一種結(jié)構(gòu)簡單、制造容易、成本低廉、驅(qū)動(dòng)力矩較大、功耗小、運(yùn)行無死點(diǎn)的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)。
本實(shí)用新型為了完成上面所提到的任務(wù)，設(shè)計(jì)了一種二極靴的變異結(jié)構(gòu)——三極靴永磁步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，三極靴結(jié)構(gòu)是運(yùn)行無死點(diǎn)的最簡結(jié)構(gòu)，并將極靴和定子分離，利用骨架使極靴定位。為了便于定位和繞線，骨架做成一個(gè)整體結(jié)構(gòu)；也可以做成分離結(jié)構(gòu)，繞線以后再聯(lián)接成一個(gè)整體用于定位，骨架上有三個(gè)臂，相互間的夾角為120°，在每個(gè)臂上開有定位孔，分立的極靴的一端插入定位孔，另一端用聯(lián)接件固定在外殼(即定子)上。定子線圈采用星形聯(lián)接方式。
下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。
圖1是三極靴結(jié)構(gòu)示意圖。在這里可以將三極靴結(jié)構(gòu)看成是二極靴結(jié)構(gòu)的變異，即可看成將其中一極一劈為二，然后拉開距離。當(dāng)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)，由于極靴A、B和轉(zhuǎn)子N極間夾角為60°，力臂較長，因此起動(dòng)力矩高于相同條件下的四極靴結(jié)構(gòu)。
圖2是三極靴線圈聯(lián)接示意圖。在這里采用星形接線方式，第一拍脈沖電流從A端流入，分二路從B、C端流出。
圖3是三極靴步進(jìn)電機(jī)工作示意圖。a)表示初始位置；b)表示動(dòng)作第一拍，此時(shí)脈沖電流從A端流入，B、C端流出；C)表示動(dòng)作第二拍，此時(shí)脈沖電流從B端流入，A、C端流出；d)表示動(dòng)作第三拍，此時(shí)脈沖電流從C端流入，A、B端流出。三組線圈通以三拍脈沖電流時(shí)，轉(zhuǎn)子在反時(shí)針方向轉(zhuǎn)矩的作用下旋轉(zhuǎn)360°，轉(zhuǎn)子的S極和極靴C對齊，并停留在此位置上。如果脈沖電流以相反順序的節(jié)拍流過定子線圈，則轉(zhuǎn)子將按順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)360°。
圖4是三極靴步進(jìn)電機(jī)裝配示意圖。圖中，1是外殼(即定子)，2是線圈骨架，3是轉(zhuǎn)子，4是極靴，5是線包。外殼和極靴采用分離式結(jié)構(gòu)，線圈骨架是整體式的，線圈骨架有三個(gè)臂，在每個(gè)臂上均開有一個(gè)定位孔，定位孔用來安裝極靴，從而使極靴定位。極靴的另一端用聯(lián)接螺釘固定在外殼(即定子)上，線包在裝配前予先繞置在骨架上。
圖5 是驅(qū)動(dòng)三極靴步進(jìn)電機(jī)的最簡電路圖，由半塊斯密特觸發(fā)器和半塊門電路組成。
與已有步進(jìn)電動(dòng)機(jī)相比，本實(shí)用新型所述的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)具有如下優(yōu)點(diǎn)1、工作無死點(diǎn)，運(yùn)行穩(wěn)定可靠，輸出力矩大，與鐘表用步進(jìn)電機(jī)相比，在體積和重量相似的情況下，輸出力矩提高2個(gè)數(shù)量級(jí)。起動(dòng)力矩大，與同類型的四極靴步進(jìn)電機(jī)相比，由于轉(zhuǎn)子和定子極靴間的有效起動(dòng)夾角為60°，小于四極靴結(jié)構(gòu)(90°)，力臂較長，起動(dòng)力矩高于四極靴。
2、制作和裝配工藝簡單，除了轉(zhuǎn)子軸需要切削加工外，其它另件均可用模具進(jìn)行批量生產(chǎn)，三極靴整體骨架能夠進(jìn)行整體繞線。利用線圈骨架作為基準(zhǔn)對極靴進(jìn)行定位，裝配工藝簡單，裝配精度得到了保證。
3、制造成本低廉，每只成本只需3元左右，和鐘表用步進(jìn)電機(jī)相仿。加上驅(qū)動(dòng)電路簡單，綜合成本下降。其它步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的價(jià)格均在數(shù)十元以上。
下面結(jié)合一個(gè)應(yīng)用實(shí)例進(jìn)一步說明本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)。
目前，為緩和電力供應(yīng)緊張的矛盾，國家已實(shí)行兩步電價(jià)政策，市場急需提供一種準(zhǔn)確可靠的計(jì)量器具分時(shí)計(jì)度電度表。機(jī)械電子混合式分時(shí)計(jì)度電度表的關(guān)鍵部件步進(jìn)電動(dòng)機(jī)亟待解決。已有的體積小、重量輕、價(jià)格低廉的鐘表用步進(jìn)電機(jī)由于輸出力矩小，運(yùn)行穩(wěn)定性差，常使記錄出錯(cuò)。其它步進(jìn)電機(jī)由于體積大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、價(jià)格昂貴，無法采用。使用本實(shí)用新型所設(shè)計(jì)的步進(jìn)電機(jī)后，在具有相似的體積、重量的情況下，綜合成本(電機(jī)加驅(qū)動(dòng)電路成本)下降，制造裝配容易，驅(qū)動(dòng)力矩提高2個(gè)數(shù)量級(jí)，運(yùn)行穩(wěn)定可靠，記錄準(zhǔn)確度達(dá)100％。
圖4、圖5是本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施方案。圖4中極靴4一端插入線圈骨架的定位孔中，另一端用緊固件固定在外殼(定子)上。骨架2是整體結(jié)構(gòu)的注塑件。圖5是實(shí)現(xiàn)本步進(jìn)電機(jī)動(dòng)作的最簡驅(qū)動(dòng)電路。
權(quán)利要求
1.一種步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，由定子、轉(zhuǎn)子組成，定子和極靴是一個(gè)整體，定子線圈帶有骨架，骨架起絕緣和支承作用，本實(shí)用新型的特征是定子上有三個(gè)極靴，極靴和定子是分離式結(jié)構(gòu)，極靴由線圈骨架定位。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1的步進(jìn)電機(jī)，其特征是所述的線圈骨架的三個(gè)臂均勻分布。
3.根據(jù)權(quán)利要求
1的步進(jìn)電機(jī)，其特征是所述的線圈骨架的三個(gè)臂上開有定位孔。
4.根據(jù)權(quán)利要求
1的步進(jìn)電機(jī)，其特征是所述的極靴的一端插入定位孔，另一端用聯(lián)接件固定在定子上。
專利摘要
一種步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，由定子、轉(zhuǎn)子組成。定子上有三個(gè)極靴，極靴和定子是分離式結(jié)構(gòu)，極靴由線圈骨架定位。三極靴結(jié)構(gòu)是無工作死點(diǎn)的最簡結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)是二極靴結(jié)構(gòu)的變異。本實(shí)用新型和已有單相兩極靴步進(jìn)電機(jī)相比，在體積、重量相仿的情況下，輸出力矩提高2個(gè)數(shù)量級(jí)，運(yùn)行穩(wěn)定，為分時(shí)計(jì)度電度表提供一個(gè)運(yùn)行穩(wěn)定可靠，記錄準(zhǔn)確的執(zhí)行元件。
文檔編號(hào)H02K37/00GK86208830SQ86208830
公開日1987年12月5日 申請日期1986年11月5日
發(fā)明者鄭允凡 申請人:鄭允凡導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan