一种无轴承步进电机的制作方法

本实用新型涉及一种电机，具体说是一种无轴承步进电机。

背景技术：

现有的车载、船载卫星天线，通常使用步进电机作为驱动部件来驱动天线转盘按要求的角度转动，传动方式采用钢丝传动、皮带传动或齿轮传动。

由于车载、船载卫星天线的工作环境比较恶劣，环境温度变化大，现有步进电机驱动装置不仅增加了转动惯量，也容易发生机械老化，效率低、能耗高，占用空间大且安装维护不方便。尤其对于大直径卫星天线，问题更为严重。

技术实现要素：

本实用新型就是为了解决现有车载、船载卫星天线的步进电机驱动装置效率低、能耗高、容易发生机械老化、占用空间大且安装维护不方便的技术问题，提供一种效率高、能耗低、故障率低、占用空间小且安装维护方便的无轴承步进电机。

本实用新型的技术方案是，提供一种无轴承步进电机，包括转子、C型定子铁芯和环形定子支架，C型定子铁芯与环形定子支架固定连接，C型定子铁芯上连接有定子绕组，转子上设有磁钢；C型定子铁芯设有缺口，转子设于C型定子铁芯的缺口处，转子的外侧设有环形凹槽，所述环形定子支架的内侧设有环形凹槽，这两个环形凹槽相对设置匹配形成环形轨道，该环形轨道内设有滚珠。

优选地，转子为铝合金转子，环形定子支架为铝合金环形定子支架。

优选地，磁钢采用穿透镶嵌结构安装；磁钢为圆柱形，分为N极和S极两部分。

优选地，铝合金转子与C型定子铁芯之间的缝隙为0.5mm。

优选地，C型定子铁芯的数量是一个或两个以上。

优选地，铝合金环形定子支架的外径是480mm，内径为451mm；铝合金转子的外径是449mm，内径是420mm；铝合金转子上的圆柱形磁钢的直径是10mm；所述滚珠的直径可以是5mm。

本实用新型的有益效果是，直驱方式，不使用减速机构和自支撑结构。产品扭矩大、转速低，占用空间小，安装维护很方便，能充分发挥步进电机的特性。此外，电机能耗低、工作效率高，故障率低。

本实用新型进一步的特征和方面，将在以下参考附图的具体实施方式的描述中，得以清楚地记载。

附图说明

图1是步进电机的结构示意图；

图2是铝合金转子、铝合金环形定子支架和滚珠的连接示意图；

图3是图2中T处的局部放大图；

图4是尺寸图；

图5是C型定子铁芯的结构示意图；

图6是定子绕组的连接示意图；

图7是图6中P处的局部放大图。

图中符号说明：

1.C型定子铁芯；2.定子绕组；3.铝合金转子；4.磁钢；5.铝合金环形定子支架；6.螺栓；7.滚珠。

具体实施方式

以下参照附图，以具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。

如图1-3所示，本实用新型所公开的步进电机是内转子结构，其包括铝合金转子3和C型定子铁芯1。使用螺栓6将C型定子铁芯1固定安装在铝合金环形定子支架5上。C型定子铁芯1上连接有定子绕组2，C型定子铁芯1由矽钢片组成。铝合金转子3上设有磁钢4，磁钢4采用穿透镶嵌结构安装。

铝合金环形定子支架5的弧度与C型定子铁芯1的弧度相同。

步进电机按4相电机设计，C型铁芯数量可以是一个，也可以是两个、三个或更多个，可根据本电机机械荷载的大小设置数量。

C型定子铁芯1上的缺口向内，铝合金转子3设置在C型定子铁芯1的缺口处，铝合金转子3的外侧开有环形凹槽，铝合金环形定子支架5的内侧开有环形凹槽，这两个环形凹槽相对设置匹配形成环形轨道，该环形轨道内安装若干个滚珠7。

如图4所示，铝合金环形定子支架5的外径是480mm(图中标注的半径为240mm)，内径为451mm(图中标注的半径为225.5mm)。

铝合金转子3的外径是449mm(图中标注的半径是224.5mm)，内径是420mm(图中标注的半径是210mm)。铝合金转子3的内径满足于大直径卫星天线。铝合金转子3上的圆柱形磁钢4的直径是10mm，在圆周方向均布有72个圆柱形磁钢4。每个圆柱形磁钢4分为N极和S极两部分，相邻两个圆柱形磁钢4的磁极交替排列。

滚珠7的直径可以是5mm。铝合金环形定子支架5与铝合金转子3之间的间隙是1mm。

结合图5和图6所示，C型定子铁芯1设有8个齿部，对应有8个绕组线包。

如图6所示，从铝合金转子3的内侧沿径向方向观察，C型定子铁芯1上的定子绕组2按4相电机设计，有八个引线头。需要说明的是，定子绕组2的结构可以采用现有步进电机绕组的结构。

如图7所示，铝合金转子3与C型定子铁芯1之间的缝隙为H＝0.5mm。

需要说明的是，铝合金转子3的材质不限于铝合金，也可以是其他材质。铝合金环形定子支架5的材质不限于铝合金，也可以是其他材质。

步进电机在使用时，将卫星天线上方位需要相对运动的转盘插入铝合金转子3中固定好(即铝合金转子3套在转盘上)，铝合金环形定子支架5通过过度件固定在相对固定的底盘上，C型定子铁芯1卡在铝合金转子3的磁钢的正上方，向定子绕组2通电后，定子绕组2的4相线分别通过电流，按通用步进电机运动规律加电，使定子和转子之间产生相对运动的扭矩，因为是直接连接，直接带动转盘转动，减少了摩擦力矩损耗。采用C型铁芯套在磁钢上方，磁路闭合，扭矩更大。该步进电机的定子和转子结构，可以减少电缆连接和滑环要求，采用分体共型设计，没有独立轴承，减少磨损环节。

以上所述仅对本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡是在本实用新型的权利要求限定范围内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应在本实用新型的保护范围之内。