专利名称：复合转子差动步进电机的制作方法
技术领域：
本发明涉及电机技术，特别是步进电机。
步进电机是精密仪器，精密机床及各种自动控制设备的关键动力部件。其基本构造原理如附
图1所示。三对凸出磁极1上有控制绕组，相对两极串联构成一相绕组，三相绕组分别为AA′、BB′、CC′。转子2由软磁材料制成。转子2与极靴1都加工成齿形，二者齿距相等。如AA′极靴1与转子2齿对齐，则要求转子2齿与BB′极靴1错开1／3齿距，与CC′极靴错开2／3齿距。极靴的通电方式有三种单三柏，即A、B、C依次通电；六拍即A、AB、B、BC、C、CA依次通电；双三柏，即AB、BC、CA依次通电。附图1为三相反应式步进电机构造，当要求步进角更小时还可为四相或更多相，步进电机的步进角Qs＝ (360°)/(Z·L) 式中L为拍数，Z为转子齿数。由于齿数Z不可能太多，拍数L更难于增加，所以目前步进电机步进角Qs最小为0.18°，国内产品只有0.36°，再减小步进角在工艺上将很困难。另外对于一个设定的电机步进角是不可变的。
本发明的目的在于提供一种高精度复合转子差动式步进电机，其步进角可达到很小，且可有多种步进角的选择。
本发明提供的步进电机，由定子、转子、外壳等构成，其特征在于(1)转子Q3上也有成对的凸出磁极4，数目与定子M5磁极1数相同，极靴4加工成齿形。磁极5上有绕组，相对两磁极串联成一相绕组。转子Q3的供电靠固定在转轴6上的导电圈7及固定在外壳8上的电刷9实现。
(2)定子M5与转子Q3之间设有环形中间转子10。
(3)中间转子10为三层结构，内、外两层N、P分别由软磁材料制成，中间层G由隔磁材料制成，内、外层N、P均加工成齿形。外层N齿距与定子M5极靴1齿距相同，内层P齿距与转子Q3极靴4齿距相同。内层P的齿数与外层N的齿数不相同。事实上，本发明是将两个步进电机复合在一起，它们可以有各自独立设计的拍数L与齿数Z，转动方向也可以相同或相反，或只有其一转动。因此，一个设计定型的步进电机可有四种步进角，它们分别是QS1＝QSPQ，QS2＝QSMN，Qs3＝QSPQ－QSMN， QS4＝QSPQ＋QSMN。
可以看出在近似相等的转子齿数情况下其步进角Qs3可以达到很小，甚至可减少一至几个数量级，
以下结合附图通过实施例详细叙述本发明。
附图1为三相感应式步进电机原理图；附图2为三相复合转子差动式步进电机横向剖示图；附图3为三相复合转子差动式步进电机纵向剖示图。
实施例如图1、图2所示，为三相复合转子差动式步进电机，即定子M5与转子Q3均只有三对凸出极。如果N与P齿数的选择分别为Z＋1，Z，显然，通过对通电方式的控制，使M与N，P与Q各自构成的步进电机转动方向相同或相反，或者其一不动，就可以有四种步进角
如当N＝6Z＝24时 则QS1＝2.5° QS2＝2.4° Qs3＝0.1° QS4＝4.9°四个步进角相差很大，从最小的0.1°到最大的4.9°，可实现大范围的快、慢转动。与一普遍的Z二24三相感应步进电机相比(Qs＝2.4°)，二者相差24倍。
总之，本发明的这种具有中间转子的差动式步进电机可极大提高或缩小步进角度，提高分度精度，在现有工艺条件下步进角可达到1弧度秒。另外，一步进电机可具有四种步进角，而且四个角度可相差极大，实现了大范围的快、慢转动，在特殊情形下，通过电脉冲位相控制还可实现摆动。
权利要求1.一种高精度复合转子差动式步进电机，由定子、转子、外壳等构成，其特征在于(1)转子Q上也有成对的凸出磁极，数目与定子M磁极数相同，极靴加工成齿形；磁极上有绕组，相对两磁极串联成一相绕组；转子的供电靠固定在转轴上的导电圈及固定在外壳上的电刷实现；(2)定子M与转子Q之间，设有环形中间转子；(3)中间转子为三层结构，内外两层N、P分别由软磁材料制成，中间层G用隔磁材料如Al制成，内、外层N、P均加工成齿形；外层N齿距与定子M极靴齿距相同；内层P齿距与转子Q极靴齿距相同；内层P的齿数与外层N的齿数不相同。
2.按权利要求1所述步进电机，其特征在于所述磁极数目为3对。
3.按权利要求2所述步进电机，其特征在于外层N的齿数比内层P的齿数多1。
4.按权利要求3所述步进电机，其特征在于定子与转子的通电方式分别使中间转子转动方向相反。
5.按权利要求1、2、3所述步进电机，其特征在于将定子M上的绕组与转子Q上的对应绕组串接。
专利摘要一种高精度复合转子差动式步进电机，由定子、转子外壳等构成，其特征在于定子与转子之间还有一中间转子，中间转子为三层结构，内外两层用软磁材料制成，中间层由隔绝材料制成，内外两层的齿数不相同，转子的供电靠固定在转轴上的导电圈及外壳上的电刷来实现。本实用新型所提供的电机具有分度精度高，且对一个设定的电机有多种步进角的优点。
文档编号H02K16/00GK2150666SQ9322710
公开日1993年12月22日 申请日期1993年1月12日 优先权日1993年1月12日
发明者李润身, 常殿林, 成杰 申请人:李润身, 常殿林, 成杰