专利名称：双绕组双极靴步进电机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种将给定的电脉冲转变为机械角位移的步进电机，可用作自动化仪器仪表、数字控制仪表、微机的计量表、计度器、石英钟、复费率电度表等的驱动部件。
目前已有三极靴步进电机和双极靴步进电机，前者需在极靴间增加电子元件、附加线路，不仅成本高而且还因元件质量不佳而直接影响步距的正确性，甚至不能启动；后者体积大，力矩小，在较大的电脉冲下容易失步，并且一个电机只能在它的额定电压、电流下工作。另外，目前的步进电机外壳均不密封，转动部分易被外界侵入的灰尘卡死；轴承耐磨性差，使电机寿命短。
本实用新型的目的是设计一种结构简单、体积小而力矩大、成本低而使用寿命长的步进电机，使它步距精确、工作可靠、维修方便，并且可通过更换线圈绕组或改变线圈绕组之间的连接方法使电机具有不同的额定值。
双绕组双极靴步进电机具有一个由极靴、线圈绕组和连接板组成的定子部分，一个由永久磁钢转子、轴、轴承组成的转子部分和一个能把该两部分组成封闭整体的外壳。
极靴是由彼此分开一定距离的左、右两部分组成，左、右极靴分别带有能安装线圈绕组的臂、能与永磁钢转子形成工作气隙的极靴内腔、能使极靴在外壳内定位安装的定位销孔和安装连接板的孔。它们的形状除内腔部分为中心对称外，其余均为左右对称。
线圈绕组包含了一个绝缘的骨架和互感绕制在骨架上的漆包线线圈。为了提高电机的灵敏度，所用漆包线线径比其它的步进电机线径细而线圈的圈数多。线圈绕组采用两个，它们分别通过骨架内孔套在左、右极靴的臂上，臂上的孔内用可拆卸的连接方法安装了一块连接板以防止线圈绕组从极靴上滑脱出来。如果卸下连接板，即可更换线圈绕组。两个线圈绕组之间可以采用并联或串联的连接方法，也可以只使用一个线圈绕组，使步进电机具有不同的电压、电流额定值。
电机外壳是由两个金属端盖用螺钉或铆钉紧固而成，其中一个端盖的中心开有轴孔，供转轴外伸，另一个中心无孔，它们的形状相似，呈左右对称。左、右极靴通过定位销安装在金属端盖上，形成一个封闭磁路的定子，永磁钢转子的轴心线通过极靴内腔的中心。极靴内腔是由两个分开一定距离的光滑曲面组合而成，曲面呈中心对称，并且在圆周方向0°～180°范围内的工作气隙径向值由小变大、由大变中。整个极靴内腔和转子部分均被包容在外壳内，并且由端盖结合面上的密封垫圈将其与外界隔绝开，以防止灰尘侵入工作气隙。
转子轴安装在外壳的轴承座内。
在电机安装时，可以更换左、右极靴的位置，也可以更换两金属端盖的位置，变化的结果只是改变电机的转向而不改变电机的工作性能，并且双绕组双极靴步进电机在空间所处的方位也不影响它的工作性能。
下面通过实施例并结合附图对本实用新型的步进电机作进一步叙述。
图1表示了双绕组双极靴步进电机的正剖视图，图2是它的侧剖视图。从图1上看到左右对称的左极靴2a和右极靴2b是用高导体坡莫合金冲压而成，每极靴为两片，它们分别通过两个定位销10安装在外壳8上，相互间的夹角为180°。在图2上看到，外壳8由带中心轴孔的金属端盖8a和不带中心孔的端盖8b用螺钉9紧固而成。在左、右极靴臂上安装的线圈绕组1包含了一个绝缘骨架1b和一个用0.08′mm直径的漆包线互感绕制在骨架上的线圈1a，骨架通过其内孔套到极靴臂上，并用一个以螺栓11连接的连接板12防止其外脱。左、右极靴间形成的内腔曲面呈中心对称，曲面上C、D、E三点上的工作气隙径向值分别为364，转子4是用永久稀土磁钢制成，它的直径比已有二极靴步进电机的转子大一倍以上，转子轴5安装在外壳内的宝石轴承7中。极靴内腔同转子之间形成的工作气隙3由金属端盖8a、8b内的密封垫6将它与外界隔绝开。
双绕组双极靴步进电机的工作原理如下假定左极靴内腔上的三点为C、D、E，与之中心对称的右极靴内腔上的三点为C′、D′、E′；永磁钢转子上的A点为S极性、B点为N极性。
当线圈绕组内无信号输入时，电机处于静止状态；当电流流入线圈绕组且输入的是正脉冲时，C点为S极性，C′点为N极性，因同性相斥异性相吸，迫使转子上的A点向N极转，直到转子上的A点同最接近它的C′点相吸引、B点同C点相吸引时转动才停止，这一过程转子沿顺时针方向转动了180°。
当输入信号是负脉冲时，C、C’为N、S极，转子上的B点转向C′、A点转向C，并停止在该一位置上。这一过程中，转子又沿顺时针方向向转动了180°，即回到原来的位置上。
随着正负脉冲交替输入，转子4就能不断地作顺时针方向的步进转动，转动过程中无死点位置。如果输入信号的周期长，转动节拍就慢，反之转运节拍就快。C点和C′点是两个定位点。
如果需要改变转子的转动方向，可以把左极靴2a和右极靴的位置对换一下，或者把转轴伸出端翻转180°，其他零部件均不用改变。
双绕组双极靴步进电机具有以下的优点1)结构简单、紧凑且零部件少，因此体积小、成本低；2)启动电压比一般的双极靴步进电机小一倍以上，而力矩大2～3倍以上；3)步距精确，即使在转速达30毫秒时也不会失步；4)在不增加电机零部件的情况下，可以根据外来信号改变电机的电流、电压额定值，电机的工作性能保持不变；5)工作可靠、寿命长；6)可在空间任一方位上工作，其工作性能不受影响；7)维修方便。
权利要求1.一种双绕组双极靴步进电机带有以下的组成部分(1)包含有线圈绕组1、极靴2和连接板12的定子部分；(2)包含有永久磁钢转子4、转轴5的转子部分；(3)把定子部分和转子部分包容在一起的外壳8；本实用新型的特征是(1)极靴2包含了两个彼此分开的、内腔曲面形状为中心对称而其余部分的结构形状为轴对称的左极靴2a和右极靴2b；(2)线圈绕组1有两个，分别安装在左极靴和右极靴上，它们之间可以并联或串联连接；(3)外壳8包含了带中心轴孔的金属端盖8a和不带中心孔的端盖8b，端盖内分别有一圈能使工作气隙3与外界隔绝开的密封垫圈6；(4)外壳8内带有轴承7。
2.如权利要求1所述的双绕组双极靴步进电机，其特征是所说的轴承7是采用宝石轴承。
专利摘要一种步进电机。它具有彼此分开的左、右极靴和两个在极靴上安装的彼此间以并联或串联连接的线圈绕组；它的外壳内带有能使工作气隙、转动部分密闭起来的垫圈和耐磨轴承。双绕组双极靴步进电机的体积小、成本低、维修容易、寿命长，它的启动电压比其他步进电机小一半而力矩却增大了一至二倍，并且在30毫秒转速下不失步，它可以在不增加零部件情况下改变电压、电流的额定值。该电机可用作自动化仪表、石英钟、数字控制仪等的驱动部件。
文档编号H02K37/12GK2053398SQ8920759
公开日1990年2月21日 申请日期1989年5月17日 优先权日1989年5月17日
发明者罗肇赓 申请人:罗肇赓