一种混合式步进电机转子结构的制作方法

本发明涉及电机技术领域，具体为一种新型的混合式步进电机转子结构。

背景技术：

随着混合式步进电机在一些高技术领域的应用，如卫星、潜艇等驱动机构模块中，磁敏感剩磁矩指标成为了一项关键指标，而传统的混合式步进电机采用转子永磁体轴向充磁，造成了轴向剩磁矩极大的现象。传统的步进电机转子结构和磁路如图1～图4所示。

此外，由于部分应用环境对电机体积的限制，所以对电机的功率密度提出了较高的要求，传统的混合式步进电机转子有效工作段利用率只有60％左右，极大制约了混合式步进电机的输出转矩、保持转矩、自定位转矩等性能指标的提高。

技术实现要素：

为解决现有技术存在的问题，本发明提出一种混合式步进电机转子结构，其目的是控制混合式步进电机的轴向剩磁矩，并提高电机的整体性能。

本发明的技术方案为：

所述一种混合式步进电机转子结构，其特征在于：由轴、轴套、磁轭、若干极的永磁片组成；所述永磁片沿径向充磁；沿轴的周向，永磁片采用n极朝外与s极朝外相交替布置；所述永磁片的宽度与步进电机的定子小齿宽度一致；永磁片整周粘接在磁轭，实现转子为整段铁心的结构。

有益效果

(1)本发明所采用的转子结构，使转子端部磁路产生自回路，大大降低了电机轴向剩磁矩，磁路如图8和图9所示。

(2)该转子结构为整段铁心的结构，不需要错移半个齿距(磁片距)，可以有效的避免因多段铁心错移角度误差而造成的输出转矩降低。

(3)该转子结构有效工作段利用率达到100％，并且由永磁体片直接与电机定子齿作用，极大提高了混合式步进电机的输出转矩、保持转矩、自定位转矩等性能指标。

(4)新型转子磁钢完全覆盖，可以有效的避免转子表面的多余物。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1：传统的步进电机转子结构图；

图2：图1中的c-c剖视图；

图3：图1中的d-d剖视图；

图4：传统的步进电机磁路结构图；

图5：本发明的步进电机转子结构图；

图6：图5的b-b剖视图；

图7：图6中的局部放大图；

图8：本发明的步进电机磁路结构图一；

图9：本发明的步进电机磁路结构图二。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

如图5～图7所示，该混合式步进电机转子结构由整段铁心构成，转子由轴、轴套、磁轭、100极的永磁片组成。永磁片沿径向充磁；沿轴的周向，永磁片采用n极朝外与s极朝外相交替布置；永磁片的宽度与步进电机的定子小齿宽度一致；永磁片整周粘接在磁轭。如图8和图9所示，以两相混合式步进电机为例，当转子永磁片与其中一相绕组对应大齿错开1/2个极矩时，该相绕组通电，电机沿图示方向转动1/2个极矩，即1.8度。两相依次通电，电机沿图示方向作连续运动。

本实施例是将传统的混合式步进电机转子小齿改为由100极径向充磁n、s级交替的永磁体磁片替代，新型转子的采用一整段铁心，不需要错移半个齿距(磁片距)，使新型电机转子有效工作段利用率达到100％。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

技术特征：

技术总结
本发明提出一种混合式步进电机转子结构，由轴、轴套、磁轭、若干极的永磁片组成；所述永磁片沿径向充磁；沿轴的周向，永磁片采用N极朝外与S极朝外相交替布置；所述永磁片的宽度与步进电机的定子小齿宽度一致；永磁片整周粘接在磁轭，实现转子为整段铁心的结构。本发明所采用的转子结构使转子端部磁路产生自回路，大大降低了电机轴向剩磁矩；转子结构为整段铁心的结构，不需要错移半个齿距，可以有效的避免因多段铁心错移角度误差而造成的输出转矩降低；转子结构有效工作段利用率达到100％，并且由永磁体片直接与电机定子齿作用，极大提高了混合式步进电机的输出转矩、保持转矩、自定位转矩等性能指标。

技术研发人员：邓南;南悦;权艳娜;李敏哲;尹海涛;郭炳岐;杨凡;曹莎
受保护的技术使用者：西安航天动力测控技术研究所
技术研发日：2018.12.11
技术公布日：2019.02.15