CN101567589B - 振镜电机 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种能够应用于激光标记、光学扫描或类似的系统中的动磁式振镜电机，包括定子与相对该定子转动的转子，定子包括外壳、导磁材料制成的磁轭及位于磁轭内部的线圈，转子包括与磁轭产生磁场作用的磁棒，其中，磁轭由硅钢片材料叠压而成。通过采用硅钢片轴向叠压组装成的磁轭，具有高导磁性以及较小的磁滞损耗，能显著提高电机的响应速度。
Description
【技术领域】
本发明涉及一种电机，尤其涉及一种能够应用于激光标记、光学扫描或类似的系统中的动磁式振镜电机。
【背景技术】
振镜电机通常会有不同的结构形式和配置方式。传统上这种旋转式振镜电机转子部分为永磁材料，通以直流或交流电，使转子以及其所带动的负载做摆动或旋转运动。目前，世界上知名的振镜电机生产厂商SCANLAB及JSI等公司，一般都采用动铁式结构，转子部分在电机内部，包含有轴承，永磁材料的磁钢及负载。定子部分包含线圈，磁轭等。磁轭一般采用DT4E.DT4C的纯铁导磁材料，其受导磁性能及磁滞损耗的制约，电机的性能响应速度受到制约。
【发明内容】
本发明所欲解决的技术问题是提供一种由高性能导磁材料组成的振镜电机，从而提高电机的响应速度的振镜电机。
本发明采用的技术方案是：提供一种振镜电机，包括定子与相对该定子转动的转子，定子包括外壳、导磁材料制成的磁轭及位于磁轭内部的线圈，转子包括与磁轭产生磁场作用的磁棒，其中，磁轭由硅钢片材料叠压而成。
其中，所述磁轭为圆筒形结构。
其中，所述磁轭是由圆盘形硅钢片轴向叠压而成。
其中，所述磁轭是由扇形硅钢片轴向叠压而成。
其中，所述磁轭是由C型硅钢片轴向叠压而成。
其中，所述磁轭为方形结构。
其中，所述定子还包括位于磁棒两端的第一轴承轴与第二轴承轴。
其中，所述第一轴承轴与第二轴承轴分别固定有第一轴承和第二轴承。
其中，所述转子还包括位于两个轴承之间的波簧。
其中，还包括一反馈装置，其包括：设置在转子上的挡光片、带有硅光电池和发光二极管的PCB板、加工有扇形窗口的扇形垫片、及漫反射光的光罩壳。
本发明所达到的技术效果是：本发明在振镜电机的定子的磁轭采用高导磁性的硅钢片材料制成，使电机的响应速度显著提高。
【附图说明】
下面参照附图结合实施方案对本发明作进一步描述；
图1是本发明振镜电机的立体图；
图2为图1所示振镜电机的定子的立体图；
图3为图2所示定子的另一角度的立体图；
图4为图2所示定子的磁轭的立体图；
图5至图7分别为图4所示磁轭为圆盘状、扇形状及C型示意图；
图8为图1所示振镜电机的转子的立体图；
图9为图8所示转子的另一角度的立体图；
图10为图1所示振镜电机的主视图；
图11为图10所示振镜电机在A-A方向的剖视图。
【具体实施方式】
如图1所示为本发明振镜电机的结构示意图，本发明涉及一种能够应用于激光标记、光学扫描或类似的系统中的动磁式振镜电机100，其包括：固定不动的定子2和相对定子2旋转的转子3。
同时参阅图2至图4，定子2包括线圈21、外壳22和磁轭23，其中，外壳22由非导磁材料构成；线圈21整体灌胶后安装于磁轭23的内壁(或磁轭23开槽，线圈21嵌入磁轭23)，且线圈21位于磁轭23后，其一端的端面与磁轭23的端面平齐，其与磁轭23的接触面用胶水紧固。
同时参阅图5至图7，磁轭23由硅钢片制成，其外端面为是圆筒形结构(当然也可以方形等结构)，且磁轭23由圆盘形硅钢片轴向叠压而成的圆筒形结构(如图5)、或扇形硅钢片轴向叠压而成的圆筒形结构(如图6)、C型硅钢片轴向叠压而成的圆筒形结构(如图7)，硅钢片使本振镜电机100的定子2由高性能的导磁材料制成，利用硅钢片轴向叠压组装成的磁轭23，具有高性能的导磁性以及较小的磁滞损耗，能显著提高电机的响应速度。
同时参阅图8和图9，转子3包括与磁轭23产生磁场作用得圆柱形的磁棒31、第一轴承32、第二轴承33、固定第一轴承32的第一轴承轴34、固定第二轴承33的第二轴承轴35及波簧36(如图12)，其中，磁棒31固定在第一轴承32与第二轴承33之间，且第一轴承轴34、第二轴承轴35与磁棒31用胶水连接紧固。轴承安装于第一轴承轴11和第二轴承轴12上，波簧36装于两个轴承32、33之间，以形成恒定预载。
其中，磁棒31由具有高磁能积、高剩磁的稀土永磁材料制成，且磁棒31为圆柱形外观，在其充磁方向为径向充磁，极数为偶数极，这样转子3的磁棒31与高性能的导磁材料制成的磁轭23结合，使本电机100具有高性能的指标，其响应速度显著提高。
一负载4(振镜)安装在第一轴承轴34加工出的槽上。第一轴承轴11设有转动挡销(图未示)，以控制电机的最大转动范围。第一轴承9和第二轴承10由第一轴承座37和第二轴承座38(如图12)将转子3和定子2准确定位。
通电时，由于稀土永磁材料制成的磁棒31与高性能的导磁材料制成的磁轭23结合，使得定子2与转子3磁场相互作用产生力矩，使转子3驱动负载4在定子2内作旋转运动，当定子2通以交变电流时，转子3将在定子2内作往复旋转运动。
如图10和图11为本振镜电机工作示意图，本振镜电机100工作时，通过一反馈装置对转子3位置的反馈。
在本实施例中，反馈装置是一个光电传感器，光电传感器的基本转换原理是将被测量参数转换成光信号的变化，然后将光信号作用于光电元件转换成电信号的输出。光电传感器采用发光二极管作为光源，如果在该区域有障碍物，光就照不到光敏二极管上，电路处于偏置状态，PN结截止，反向电流很小。当没有障碍物遮挡时，光照到光敏二极管上时，PN结附近产生电子——空穴对，并在外.电场和内电场的共同作用下，漂移过PN结，产生光电流。此时，光电流与光照强度成正比，光敏二极管处于导通状态。
本反馈装置包括：设置在转子3的第二轴承33端面的挡光片51、带有硅光电池和发光二极管的PCB板52、加工有扇形窗口的扇形垫片53、及漫反射光的光罩壳54。
光源发出的光经反射面的光罩壳54反射，到达光电池52，产生电流。若扇片垫片53旋转，双输出型的输出电压，两个输出电压的相位关系反映扇形垫片53的旋转位置，扇形垫片53的位移可以通过输出电压的代数和得到，即对转子3所在位置作出反馈。
通过采用上述结构，利用硅钢片轴向叠压组装成的磁轭，具有高导磁性以及较小的磁滞损耗，能显著提高电机的响应速度。
Claims (9)
1.一种振镜电机，包括定子与相对该定子转动的转子，其特征在于：定子包括外壳、导磁材料制成的磁轭及位于磁轭内部的线圈，转子包括与磁轭产生磁场作用的磁棒，其中，磁轭由硅钢片材料叠压而成，还包括一对转子位置进行反馈的反馈装置，所述反馈装置包括：设置在转子上的挡光片、带有硅光电池和发光二极管的PCB板、加工有扇形窗口的扇形垫片、及漫反射光的光罩壳，光源发出的光经反射面的光罩壳反射，到达光电池，产生电流，若扇形垫片旋转，光电池产生双输出型的输出电压，该双输出型的输出电压的两个输出电压的相位关系反映扇形垫片的旋转位置，扇形垫片的位移可以通过输出电压的代数和得到，即对转子所在位置作出反馈。
2.如权利要求1所述的振镜电机，其特征在于：所述磁轭为圆筒形结构。
3.如权利要求1所述的振镜电机，其特征在于：所述磁轭是由圆盘形硅钢片轴向叠压而成。
4.如权利要求1所述的振镜电机，其特征在于：所述磁轭是由扇形硅钢片轴向叠压而成。
5.如权利要求1所述的振镜电机，其特征在于：所述磁轭是由C型硅钢片轴向叠压而成。
6.如权利要求1所述的振镜电机，其特征在于：所述磁轭为方形结构。
7.如权利要求1所述的振镜电机，其特征在于：所述定子还包括位于磁棒两端的第一轴承轴与第二轴承轴。
8.如权利要求7所述的振镜电机，其特征在于：所述第一轴承轴与第二轴承轴分别固定有第一轴承和第二轴承。
9.如权利要求7所述的振镜电机，其特征在于：所述转子还包括位于第一轴承轴与第二轴承轴之间的波簧。
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