CN109391048B - 一种步进电机定子及具有该定子的电机 - Google Patents

一种步进电机定子及具有该定子的电机 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种步进电机定子及具有该定子的电机，所述的电机定子包括九个完全相同的定子主极，所述的九个定子主极沿圆周方向均布，其中一个定子主极的定子极靴部关于定子主极的中心线对称，其余八个定子主极的定子极靴部关于定子主极的中心线呈非对称分布，且相邻定子主极的中心线间夹角均为40°。与现有技术相比，本发明具有改善了电机槽面积的一致性，增大了电机槽面积的利用率，提高了输出转矩等优点。

Description

一种步进电机定子及具有该定子的电机
技术领域
本发明涉及一种电机，尤其是涉及一种步进电机定子及具有该定子的电机。
背景技术
现有的三相混合式步进电机结构如下图1所示,在图1的电机结构中：
步进电机定子10共有9个完全相同的定子主极1～9，定子主极1内侧为定子极靴11和定子齿12，定子极靴11和定子齿12关于定子主极1的中心线对称。定子主极3、4和主极7、8之间夹角为45.6°，其它主极间夹角为38.4°，主极与主极之间限定出定子槽，定子主极1和2之间限定出定子槽30，定子主极3和4之间限定出定子槽31，由于定子主极3、4间的夹角为45.6°，而定子主极1、2间的夹角为38.4°，所以定子槽31的槽面积大于定子槽30。
主极1、4和7组成U相，主极2、5和8组成V相，主极3、6和9组成W相。
由于定子槽30的槽面积小于定子槽31，为了保证每相绕组相同的匝数，实际电机可利用的槽面积取决于定子槽30，导致电机定子槽31的槽面积利用率减小，电机输出转矩降低。
同时，主极1和主极4之间夹角为122.4°，主极4和主极7之间夹角为115.2°，主极7和主极1之间角度为122.4°，导致三个主极在圆周方向的位置并不对称，当U相绕组通电时，电机定子所受电磁力合力并不为零，会引起电机定子的震动。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种步进电机定子及具有该定子的电机。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种步进电机定子，包括九个完全相同的定子主极，所述的九个定子主极沿圆周方向均布，其中一个定子主极的定子极靴部关于定子主极的中心线对称，其余八个定子主极的定子极靴部关于定子主极的中心线呈非对称分布，且相邻定子主极的中心线间夹角均为40°。
所述的定子极靴部包括定子极靴和定子齿，所述的定子主极间限定出定子槽面积均为相同。
其中两个相邻的定子极靴部中心线夹角与其相对位置的定子极靴部中心线夹角相同，其余相邻的定子极靴部中心线夹角相同。
所述的其中两个相邻的定子极靴部中心线夹角与其相对位置的定子极靴部中心线夹角为45.6°。
所述的其余相邻的定子极靴部中心线夹角为38.4°。
U相定子主极1、4、7三个主极处于对称位置，V相定子主极2、5、8三个主极处于对称位置，W相定子主极3、6、9三个主极处于对称位置。
一种具有定子的电机，包括转子，其特征在于，该电机还包括权利要求1-6中任一所述的步进电机定子。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
(1)改善了电机槽面积的一致性，增大了电机槽面积的利用率，提高了输出转矩；
(2)本发明使电机每相主极对称分布，降低了电机定子所受电磁力，减小了电机震动。
附图说明
图1为现有的三相混合式步进电机结构示意图；
其中10为定子，1～9为第一至第九定子主极，11为定子极靴，12为定子齿，20为转子，21为转子齿，30、31为定子主极间限定的定子槽。
图2为本发明的三相混合式步进电机结构示意图；
其中1’～9’为第一至第九定子极靴部，32为第二定子槽。
图3为实施例与现有方案的电磁力对比图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本发明保护的范围。
为了尽可能提高电机定子槽的利用率，减小电机每相主极的不对称性，可采用如图2设计。
定子极靴部(定子极靴+定子齿)1’～9’位置不变，定子极靴部3’、4’中心线夹角和定子极靴部7’、8’中心线夹角都为45.6°，其他定子极靴部中心线夹角都为38.4°，定子极1～9沿圆周方向均布，主极间的夹角均为40°，主极间限定出第二定子槽32。由于主极间的角度相同，所以各个主极相互间限定出的第二定子槽32相同，各个定子槽的槽面积都能充分利用，提高了电机的输出转矩。
同时，由于U相主极1、4、7三个主极处于对称位置，U相通电时，定子所受合成的电磁力减小，有利于减小电机的震动，如图3所示。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (5)

1.一种步进电机定子，包括九个完全相同的定子主极，所述的九个定子主极沿圆周方向均布，其特征在于，其中一个定子主极的定子极靴部关于定子主极的中心线对称，其余八个定子主极的定子极靴部关于定子主极的中心线呈非对称分布，且相邻定子主极的中心线间夹角均为40°；所述的定子极靴部包括定子极靴和定子齿，所述的定子主极间限定出定子槽面积均为相同；
其中两个相邻的第三、第四定子极靴部(3’、4’)中心线夹角与其相对位置的第七、第八定子极靴部(7’、8’)中心线夹角相同，其余相邻的定子极靴部中心线夹角相同。
2.根据权利要求1所述的一种步进电机定子，其特征在于，所述的其中两个相邻的定子极靴部中心线夹角与其相对位置的定子极靴部中心线夹角为45.6°。
3.根据权利要求1所述的一种步进电机定子，其特征在于，所述的其余相邻的定子极靴部中心线夹角为38.4°。
4.根据权利要求1所述的一种步进电机定子，其特征在于，第一、第四、第七定子主极(1、4、7)为U相定子主极，三个U相定子主极处于对称位置；
第二、第五、第八定子主极(2、5、8)为V相定子主极，三个V相定子主极处于对称位置；
第三、第六、第九定子主极(3、6、9)为W相定子主极，三个W相定子主极处于对称位置。
5.一种具有定子的电机，包括转子，其特征在于，该电机还包括权利要求1-4中任一所述的步进电机定子。
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