永磁步進電機的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及步進電機的技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種永磁步進電機。
【背景技術(shù)】
[0002]步進電機是將電脈沖信號轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移的開環(huán)控制元步進電機件。在非超載的情況下，電機的轉(zhuǎn)速、停止的位置只取決于脈沖信號的頻率和脈沖數(shù)，而不受負載變化的影響，當步進驅(qū)動器接收到一個脈沖信號，它就驅(qū)動步進電機按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動一個固定的角度，稱為“步距角”，它的旋轉(zhuǎn)是以固定的角度一步一步運行的。可以通過控制脈沖個數(shù)來控制角位移量，從而達到準確定位的目的；同時可以通過控制脈沖頻率來控制電機轉(zhuǎn)動的速度和加速度，從而達到調(diào)速的目的。
[0003]步進電機在構(gòu)造上有三種主要類型:反應(yīng)式步進電機、永磁式步進電機和混合式步進電機。步進電機的特點主要是是動態(tài)性能好、輸出力矩大，但這種電機精度差，步矩角大。
[0004]永磁步進電機包括轉(zhuǎn)子和定子，現(xiàn)有的永磁電機的結(jié)構(gòu)通常是內(nèi)轉(zhuǎn)子外定子，轉(zhuǎn)子設(shè)置在定子內(nèi)，線圈通電后在磁場的作用下，轉(zhuǎn)子可以在定子內(nèi)旋轉(zhuǎn)，這種結(jié)構(gòu)的電機散熱效果不好，會使步進電機的溫度升高過快，導(dǎo)致磁場性能降低，造成步進電機的工作效率降低，不能滿足生產(chǎn)中對電機低轉(zhuǎn)速、高扭矩的要求；現(xiàn)有的永磁步進電機中的永磁鐵通常只有一組，成對的N和S磁極相互交替的分布在圓周上，通常N和S磁極要加工的比較細長，加工和組裝難度大，而且一組永磁鐵也不能滿足生產(chǎn)中對電機定轉(zhuǎn)速、高扭矩的要求。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本實用新型提供一下技術(shù)方案:
[0006]一種永磁步進電機，包括轉(zhuǎn)子和定子，所述轉(zhuǎn)子包括倒置的杯狀體外殼、旋轉(zhuǎn)軸和環(huán)形永磁鐵，該外殼與旋轉(zhuǎn)軸連接并可以帶動該旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，該環(huán)形永磁鐵設(shè)置在該外殼的內(nèi)圓周壁上；
[0007]所述定子設(shè)置在外殼內(nèi)，該定子包括上下兩個定子單元，兩個定子單元上下堆疊設(shè)置并與該環(huán)形永磁鐵相對應(yīng)。
[0008]進一步地，所述環(huán)形永磁鐵包括成對的N和S磁極，該N和S磁極沿外殼的周向相互交替的均勾分布在該外殼的內(nèi)圓周壁上。
[0009]進一步地，所述環(huán)形永磁鐵包括第一環(huán)形永磁鐵和第二環(huán)形永磁鐵，該第一環(huán)形永磁鐵和第二環(huán)形永磁鐵上下相對設(shè)置并與所述上下兩個定子單元分別對應(yīng)。
[0010]進一步地，該第一環(huán)形永磁鐵和第二環(huán)形永磁鐵的同磁極之間沿所述外殼的周向相互錯開半個磁極。
[0011]進一步地，所述定子單元包括外爪極、內(nèi)爪極、開有通孔的線圈骨架和線圈，該外爪極與內(nèi)爪極上下相對地設(shè)置在線圈骨架的兩端并與該線圈骨架配合，該線圈纏繞在線圈骨架上形成筒狀線圈并設(shè)置在該外爪極和內(nèi)爪極之間。
[0012]進一步地，所述外爪極和內(nèi)爪極均是由多個爪極單元圍繞形成，該爪極單元包括鐵芯部和極齒部，該鐵芯部分別圍繞該外爪極和內(nèi)爪極的內(nèi)圓周形成筒狀的定子鐵芯，該極齒部分別圍繞該外爪極和內(nèi)爪極的內(nèi)圓周均勻布置并形成定子極齒。
[0013]進一步地，所述外爪極的定子鐵芯和內(nèi)爪極的定子鐵芯上下相對的堆疊設(shè)置并與所述線圈骨架的內(nèi)圓周配合；所述外爪極中的極齒部和內(nèi)爪極中的極齒部上下交叉的均勻分布在所述線圈的外圓周表面上。
[0014]進一步地，所述爪極單元的鐵芯部和極齒部之間設(shè)有連接部，在相鄰連接部之間設(shè)置凸起部，該凸起部固定在所述線圈骨架的端部。
[0015]進一步地，所述爪極單元的極齒部的橫截面為對稱的階梯狀凸起，該凸起沿所述爪極單元的連接部的方向并相對所述線圈設(shè)置。
[0016]本實用新型將永磁步進電機設(shè)置為外轉(zhuǎn)子內(nèi)定子的結(jié)構(gòu)，定子設(shè)置在轉(zhuǎn)子內(nèi)，定子和轉(zhuǎn)子之間設(shè)有氣隙，線圈通電后在磁場的作用下，轉(zhuǎn)子的外殼可以繞定子進行旋轉(zhuǎn)，由于轉(zhuǎn)子設(shè)置在外面，轉(zhuǎn)子的散熱效果更好，可以避免永磁鐵溫度升高過快造成磁場性能降低，從而可以滿足生產(chǎn)中對電機低轉(zhuǎn)速、高扭矩的要求，可以提高電機的工作效率，更適合做驅(qū)動電機使用。本實用新型中永磁鐵包括第一環(huán)形永磁鐵和第二環(huán)形永磁鐵，通過設(shè)有兩組磁鐵，不會減少在每組磁鐵中每個磁極上的磁動勢，更有利于在降低轉(zhuǎn)速的情況下增加扭矩，與現(xiàn)有技術(shù)一組磁鐵相比，不需要像一組磁鐵中需要把永磁鐵加工很細長，采用兩組磁鐵可以方便加工和組裝，提高工作效率，而且一組永磁鐵也能更好的滿足生產(chǎn)中對電機定轉(zhuǎn)速、高扭矩的要求。
【附圖說明】
[0017]圖1是永磁步進電機的整體結(jié)構(gòu)圖；
[0018]圖2是永磁步進電機轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)圖；
[0019]圖3是永磁步進電機定子的結(jié)構(gòu)圖；
[0020]圖4是永磁步進電機轉(zhuǎn)子中永磁鐵的結(jié)構(gòu)圖；
[0021]圖5是永磁步進電機定子中定子單元的分解圖；
[0022]圖6是永磁步進電機定子中爪極單元的結(jié)構(gòu)圖。
【具體實施方式】
[0023]為使本實用新型實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。
[0024]一種永磁步進電機，圖1是永磁步進電機的整體結(jié)構(gòu)圖，如圖1所示，包括轉(zhuǎn)子10和定子20，圖2是永磁步進電機轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)圖，如圖2所示，所述轉(zhuǎn)子10包括倒置的杯狀體外殼11、旋轉(zhuǎn)軸12和環(huán)形永磁鐵13，該外殼11與旋轉(zhuǎn)軸12連接并可以帶動該旋轉(zhuǎn)軸12旋轉(zhuǎn)，該環(huán)形永磁鐵13設(shè)置在該外殼11的內(nèi)圓周壁上；圖3是永磁步進電機定子的結(jié)構(gòu)圖，如圖3所示，所述定子20設(shè)置在圖2中外殼11內(nèi)，該定子20包括上下兩個定子單元21，該兩個定子單元21上下堆疊設(shè)置并與圖2中該環(huán)形永磁鐵13相對應(yīng)。
[0025]本實施例將永磁步進電機設(shè)置為外轉(zhuǎn)子內(nèi)定子的結(jié)構(gòu)，定子設(shè)置在轉(zhuǎn)子內(nèi)，定子和轉(zhuǎn)子之間設(shè)有氣隙，線圈通電后在磁場的作用下，轉(zhuǎn)子的外殼可以繞定子進行旋轉(zhuǎn)，由于轉(zhuǎn)子設(shè)置在外面，轉(zhuǎn)子的散熱效果更好，可以避免永磁鐵溫度升高過快造成磁場性能降低，從而可以滿足生產(chǎn)中對電機低轉(zhuǎn)速、高扭矩的要求，可以提高電機的工作效率，更適合做驅(qū)動電機使用。
[0026]在上述實施例的基礎(chǔ)上，優(yōu)選地，圖4是永磁步進電機轉(zhuǎn)子中永磁鐵的結(jié)構(gòu)圖，如圖4所示，所述環(huán)形永磁鐵13包括成對的N和S磁極，該N和S磁極沿圖2中外殼11的周向相互交替的均勾分布在該外殼11的內(nèi)圓周壁上。
[0027]在上述實施例的基礎(chǔ)上，優(yōu)選地，如圖4所示，所述環(huán)形永磁鐵13包括第一環(huán)形永磁鐵131和第二環(huán)形永磁鐵132，該第一環(huán)形永磁鐵131和第二環(huán)形永磁鐵132上下相對設(shè)置并與圖3中所述上下兩個定子單元21分別對應(yīng)。
[0028]在上述實施例的基礎(chǔ)上，進一步地，如圖4所示，該第一環(huán)形永磁鐵131和第二環(huán)形永磁鐵132的同磁極之間沿圖2所述外殼11的周向相互錯開半個磁極。
[0029]本實施例中永磁鐵包括第一環(huán)