专利名称：步进电机驱动式计度器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电能表用的计度器，特别是由多对极步进电机驱动的计度器。
众所周知的步进电机驱动式计度器，其步进电机的转子和定子都只有一对磁极，转子旋转一圈由两步完成。两步式电机的转子每一步要转动180度的角度，其中电机转子在电磁力矩作用下要转过150度的大角度，转子每次启动时，其圆周切线方向的电磁力分量(有效分量)只有电磁力的26％，可见其效率很低，转动力矩小且不均匀，影响了计度器的可靠性。除此之外，一对极步进电机需要较多的减速齿轮，结构复杂，装配繁琐，也是影响计度器可靠性的一个因素。
本实用新型的目的是提供一种驱动力矩大且均匀、简化变速机构、结构简单、运行可靠的步进电机驱动式计度器。
本实用新型的目的是这样实现的它由计度器组件、变速机构、步进电机架、定子、转子、转子轴、转子齿轮、线圈、磁屏蔽罩组成，步进电机定子磁极数与转子磁极数之比为1∶3或3∶1或1∶1，其中1∶1时定子和转子都具有两对或两对以上的磁极。
当步进电机定子磁极数与转子磁极数之比为1∶1时，定子与转子都有三对磁极。
本实用新型的优点在于转子每一步转过的角度不大于90度，每次转子启动时，其电磁力的有效分量至少为电磁力的80％，效率较高，驱动力矩大且均匀。同时，在电流脉冲频率相同的条件下，多对极步进电机的转速比一对极步进电机的转速至少慢一半，可以减少变速齿轮，使计度器结构紧凑、装配过程简化、可靠性提高。
图1为本实用新型结构示意图。
图2为三对定子磁极和三对转子磁极的步进电机结构示意图。
以下结合附图和实施例对本实用新型做进一步的描述。
如图1、2所示其中定子5在线圈4通入电流时具有三对磁极，转子8也具有三对永久磁极。当线圈4无电流时，转子8靠自身永久磁场产生的定位力矩使转子处于平衡方向(假定为0度方向，总共六个平衡方向均匀分布在360度上)；当线圈4通入正极性电流时，定子5的磁场与转子8的磁场相互作用产生电磁力矩，使转子8顺向转动约50度；电流消失后，转子8受定位力矩作用继续转动到下一个平衡方向(60度方向)，该平衡方向与上一个平衡方向转子8的极性相反；当线圈通入负极性电流时，转子8继续顺时针转动到约110度方向，电流消失后，转子8转动到120度方向，完成一个工作周期，三个工作周期使转子8转动一圈。转子8每次启动时，其电磁力的有效分量为电磁力的89％；它带动转子轴9和转子齿轮3转动，驱动变速机构2，再带动计度器组件1工作。定子5固定在步进电机架7上，转子轴9也活套在步进电机架7上。磁屏蔽罩6是用作屏蔽外磁场干扰的。
当步进电机定子与转子的磁极数之比为1∶3时，以一对定子磁极和三对转子磁极为例，定子在线圈通入电流时具有一对磁极，转子具有三对永久磁极，共有六个平衡方向均匀分布在360度上，其工作原理与上述三对极定子和三对极转子步进电机相同，只是在每步工作中仅有一对转子磁极起作用，另外两对转子磁极的作用相互抵消，因此驱动力矩较小。
当步进电机定子与转子的磁极数之比为3∶1时，以三对定子磁极和一对转子磁极为例，定子在线圈通入电流时具有三对磁极，转子具有一对永久磁极，共有六个平衡方向均匀分布在360度上，其工作原理与上述三对极定子和三对极转子步进电机相同，只是在每步工作中仅有一对定子磁极起作用，另外两对定子磁极的作用相互抵消，因此驱动力矩较小。
如图1所示，当定子磁极为1对或2对时，转子磁极为3对或6对；当转子磁极为1对或2对时，定子磁极为3对或6对；当定子和转子的磁极数相同时，它们分别具有两对或两对以上的磁极。这样，转子至少要动作四步才转动完整的一圈。转子由永久磁钢制成，它与转子轴、转子齿轮连为一体，转子转动时，转子齿轮驱动变速机构，再带动计度器组件工作。磁屏蔽罩是用作屏蔽外磁场干扰的。
权利要求1.一种步进电机驱动式计度器，由计度器组件、变速机构、步进电机架、定子、转子、转子轴、转子齿轮、线圈、磁屏蔽罩组成，其特征在于步进电机定子磁极数与转子磁极数之比为1∶3或3∶1或1∶1，其中1∶1时定子和转子都具有两对或两对以上的磁极。
2.如权利要求1中所述的步进电机驱动式计度器，其特征在于当步进电机定子磁极数与转子磁极数之比为1∶1时，定子与转子都有三对磁极。
专利摘要本实用新型的多对极步进电机驱动式计度器,其步进电机转子或定子具有多对磁极,转子至少要动作四步才转动完整的一圈,即每一步转过的角度不大于90度,使转子每次启动时,所受电磁力的有效分量至少为电磁力的80%,效率较高,驱动力矩大且均匀;同时,由于转速较慢,可以减少变速齿轮,使计度器结构紧凑、可靠性提高。
文档编号G01R11/00GK2429834SQ00242439
公开日2001年5月9日 申请日期2000年7月16日 优先权日2000年7月16日
发明者李之滇, 韩磊 申请人:李之滇