CN1107370C - 复合步进电机 - Google Patents

Abstract

一种复合步进电机，其线圈或者卷绕在装在固定轴上的定子磁轭上，或是卷绕在定子磁轭的内圆周上。该复合步进电机易于卷绕线圈，可使线圈具有相当高的密度并减少制造费用。在定子磁轭体两侧采用亚圆筒磁铁和亚磁性凸缘可使定子磁轭体的两侧形成磁路。这种装置可使转矩增加。多相电机容易用此法制成。

Description

复合步进电机

技术领域

本发明涉及一种复合步进电机，更具体地说，涉及复合步进电机的新改进，该改进可方便线圈的卷绕和安放，可使线圈达到高密度从而得到高效而低成本的构造，并可按任意相位数如两相、三相和五相驱动。

背景技术

如图1所示，现有技术的差动电机有一根旋转轴1可旋转地支承在一对固紧在壳体4两端的轴承2、3上。载有定子线圈5的一般为环形的定子磁轭6装在定子壳体4的内表面上。多个定子齿7按一定间隔排列在定子磁轭6的内圆周上。在两个轴承2、3之间设有安排在转轴上一个整体内的两个环形的第一和第二转子磁轭9、10及一个介于其间的平磁铁8。每一转子磁轭9、10在其圆周上设有转子齿9a、10a，并且两个转子磁轭9、10的极性相互交替转换。从一未示出的驱动电路将一驱动脉冲送到定子线圈5时，转子磁轭9、10便步进地旋转。

这样构造的现有技术的复合步进电机存在下列问题。

在设有转子磁轭和插在该转子磁轭中间的平磁铁的复合步进电机中，卷绕在定子磁轭的每一个齿上的定子线圈位在机壳的内侧。难于将线圈卷绕到每一齿上，也难于增加线圈的密度。当要将多台电机连结在一起以便得出较大转矩时，轴的纵长尺寸将会过长。这种布置会使线圈卷绕更为困难。

在现有技术的复合步进电机中，两相、三相、五相电机各需对它们自己合适的定子铁芯。

发明内容

本发明的研制就是要解决上述问题，本发明的一个目的是要提供一种低成本的复合步进电机，其中线圈的卷绕和安放容易进行，线圈的密度可提高从而可得到高效率，制出两相、三相、五相和n相的电机，如果需要，可用完全相同的定子磁轭和转子磁轭，该结构采用的平磁铁能强烈地励磁从而能增大转矩，并且如果需要，N个n相电机可有效地串联在轴上。

按照本发明的一种具有外转子结构的复合步进电机，该电机具有：一对安装在一固定轴上而相互间隔开的轴承，一个可旋转地被该轴承支承着的转子壳体，一个安装在转子壳体上的环形转子磁轭，其上设有多个转子齿，一个由多个定子磁轭沿着固定轴的方向并排排列在固定轴上并在其间插置平磁铁而组成的定子磁轭体，在其圆周上制有多个定子齿，在每个定子磁轭的轴向中心位置上沿圆周方向形成环形线圈槽，在每个所述环形线圈槽内设置定子线圈，和一对安装在固定轴上的辅助磁板，使定子磁轭体被插置在两个辅助平磁铁之间而这两个辅助平磁铁又被插置在一对辅助磁板之间，从而使定子磁轭改变磁的极性，磁力线从辅助平磁铁流到辅助磁板。

更具体地说，本发明的复合步进电机包含用于三相驱动的三个磁轭。

更具体地说，本发明的复合步进电机包含用于两相驱动的两个磁轭。

按照本发明的一种具有内转子结构的复合步进电机，该电机具有：一对安装在壳体两端的轴承，一根可旋转地被该轴承支承着的旋转轴，一个由多个定子磁轭沿着旋转轴的方向并排排列在壳体的内圆周上并在其间插置环形平磁铁而组成的定子磁轭体，多个在环形定子磁轭的内圆周上形成的定子齿，一对安装在壳体内侧的辅助磁板，使定子磁轭体被插置在两个辅助平磁铁之间而这两个辅助平磁铁又被插置在一对辅助磁板之间，在每个环形定子磁轭的轴向中心位置上沿内周面形成环形线圈槽，在每个所述环形线圈槽内设置定子线圈，一个安装在旋转轴上与定子磁轭对应的转子磁轭，和多个设在转子磁轭的圆周上的转子齿，从而使磁力线从辅助平磁铁流到辅助磁板。

更具体地说，本发明的复合步进电机包含用于三相驱动的三个磁轭。

更具体地说，本发明的复合步进电机包含用于两相驱动的两个磁轭。

更具体地说，本发明的采用外转子结构的复合步进电机还可使具有插置在其间的平磁铁的定子磁轭体串联。

更具体地说，本发明的采用内转子结构的复合步进电机还可使具有插置在其间的平磁铁的定子磁轭体串联。

按照本发明的一种具有外转子结构的复合步进电机，该电机具有：一对安装在固定轴上而相互间隔开的轴承，一个可旋转地被该轴承支承着的转子壳体，一个装在转子壳体上的环形转子磁轭，其上设有多个转子齿，一个由多个定子磁轭沿着固定轴的方向并排排列而组成的定子磁轭体，每一磁轭装在一个与固定轴连结的相应的圆筒磁铁上，多个在固定磁轭的圆周上形成的定子齿，在每个定子磁轭的轴向中心位置上沿圆周方向形成环形线圈槽，在每个所述环形线圈槽内设置定子线圈，和一对分别安装在固定轴上各自的辅助圆筒磁铁上的磁性凸缘，其中该定子磁轭体插置在这对磁性凸缘之间，从而使定子磁轭改变磁的极性并使磁力线从辅助圆筒磁铁流到辅助磁性凸缘。

更具体地说，本发明的复合步进电机包含用于三相驱动的三个磁轭。

更具体地说，本发明的复合步进电机包含用于两相驱动的两个磁轭。

按照本发明的一种具有内转子结构的复合步进电机，该电机具有：一对安装在壳体两端的轴承，一根可旋转地被该轴承支承着的旋转轴，一个由环形定子磁轭沿着旋转轴的方向并排排列在壳体的内圆周上而组成的定子磁轭体，每一定子磁轭都安置在一个装在壳体内圆周上的圆筒磁铁上，多个在环形定子磁轭的内圆周上形成的定子齿，一对分别安装在壳体内圆周上各自的辅助圆筒磁铁上的辅助磁性凸缘，其中定子磁轭体被插置在这对辅助磁性凸缘之间，在每个定子磁轭的轴向中心位置上沿圆周方向形成环形线圈槽，在每个所述环形线圈槽内设置定子线圈，一个装在旋转轴上与定子磁轭对应的转子磁轭，和多个设在转子磁轭的圆周上的转子齿，从而使磁力线从辅助圆筒磁铁流到辅助磁性凸缘。

更具体地说，本发明的复合步进电机具有用于三相驱动的三个磁轭。

更具体地说，本发明的复合步进电机具有用于两相驱动的两个磁轭。

更具体地说，本发明的采用外转子结构的复合步进电机还可使定子磁轭体和所采用的圆筒磁铁串联。

更具体地说，本发明的采用内转子结构的复合步进电机，还可使定子磁轭体和所采用的圆筒磁铁串联。

附图说明

图1示出现有技术电机的结构。

图2为本发明的外转子三相复合步进电机的剖视图。

图3为图2中沿X-X’线切取的横剖视图。

图4为示出平磁铁所产生的磁力线的流动的说明图。

图5为示出线圈所产生的磁力线的流动的说明图。

图6为示出(A)步进驱动和(B)微步进驱动或正弦波驱动的说明图。

图7为示出由平磁铁和有电流通过的线圈在每一种状态下产生的复合磁力线的说明图。

图8为结合图7示出转子齿相对于定子齿的位置的说明图。

图9为示出图2中结构的两相变型的图。

图10为示出图2中结构的五相变型的图。

图11为示出具有图9中两个定子磁轭体的串联的两相电机的图。

图12为示出图2的内转子式结构的图。

图13为示出另一个实施例结构的剖视图。

图14为示出平磁铁所产生的磁力线的流动的说明图。

图15为示出线圈所产生的磁力线的流动的说明图。

图16为示出由圆筒磁铁和有电流通过的线圈在每一种状态下产生的复合磁力线的说明图。

图17为结合图16示出转子齿相对于定子齿的位置的说明图。

图18为示出两相结构的图。

图19为示出五相结构的图。

图20为示出具有两个定子磁轭体的串联的两相电机的图。

图21为示出的转子式结构的图。

具体实施方式

参阅附图，现论述本发明的复合步进电机。与现有技术相同或相当的零件用同一标号指出。

图2示出采用外转子结构的复合步进电机。标号1为一由非磁性材料构成的固定轴，其上装有一对相互间隔开的轴承2、3。由前端盖4a、后端盖4b和圆筒形转子磁轭6构成的转子壳体4可旋转地支承在轴承2、3上。在转子壳体4的转子磁轭6的内圆周上设有多个转子齿7。

第一、第二和第三环形定子磁轭9、10、11连同夹在其间的平磁铁8并排沿着固定轴的方向排列在固定轴1上构成一个包括平磁铁8在内的整体，在定子磁轭9、10和11的圆周上制有位于轴向中心位置的圆形线圈槽20u、20v、20w。定子磁轭9到11构成一个定子磁轭体100，辅助平磁铁101、102分别固紧在固定轴1上定子磁轭体100的两端，而第一和第二辅助磁板103、104又分别固紧在固定轴1上的辅助平磁铁101、102上。在线圈槽20u、20v和20w内分别坐落着相位u的第一线圈22、相位v的第二线圈23、和相位w的第三线圈24，每一线圈都被卷绕成螺线管方式(线圈22、23、24是用线圈卷绕机自动卷绕的)。第一定子磁轭9在其圆周上具有第一和第二N极N1和N2，其间插有第一线圈22，第二定子磁轭10在其圆周上具有第一和第二S极S1和S2，其间插有第二线圈23，第三定子磁轭11在其圆周上具有第三和第四N极N3和N4，其间插有第三线圈24，转子齿7与每一个极N1、N2、S1、S2、N3和N4对应，而磁极N1、N2、S1、S2、N3和N4在其圆周上设有节距与转子齿7相同的多个定子齿9a、10a和11a。如在图8的说明图中所示，定子齿9a、10a和11a是这样构造的，使磁极N1和N2互相偏移1/2节距(1π)，磁极S1和S2互相偏移1/2节距(1π)，磁极N3和N4互相偏移1/2节距(1π)。定子齿9a、10a和11a还这样构造，使磁极N1和N2、磁极S1和S2、及磁极N3和N4分别偏移1/6节距(π/3)(1/2n节距，n：相数)。辅助磁板103和104只是用来形成磁力线路径。

现在论述电机的操作。图4示出磁力线流动通过平磁铁8和辅助平磁铁101、102的情况，图4还示出磁力线的流动被磁板103、104均等化的情况。如果没有采用辅助平磁铁101、102和辅助磁板103、104，那么由两个平磁铁8产生的磁力线就会集中在V相的定子磁轭10内，并且在V相的定子磁轭10内的磁力线的强度将是在相U或相W的定子内的两倍，这将破坏每一相内的均匀性。结果会使电机不能使用，因此辅助平磁铁和辅助磁板的功能是至关紧要的。因此，磁力线才能在较强的水平上做到均匀。辅助平磁铁可保证使各相之间的磁力线均匀。图5示出由相u、v和w的线圈22、23和24产生的磁力线，并且磁力线的方向分别由流动通过线圈22、23、24的电流的方向来确定。

图6具体示出每一线圈22、23和24是如何被电流驱动的，图6(A)示出步进驱动，其中驱动电流I的强度不变，只是将电路开通和闭断。图6(B)示出现有技术的微步进驱动或正弦波驱动，其中电流I的强度逐渐变化。在任一种情况下，一个完整的周期都被划分成为6个状态(状态1到状态6)，这将结合图7予以说明。

在图7中如同在现有技术中，当进行图6(A)的步进驱动或图6(B)的微步进驱动或正弦波驱动时在状态1-6的每一个状态下，由平磁铁8、辅助平磁铁101、102和电流所产生的磁力线都被组合起来。

在这种情况下，辅助磁板103、104和辅助平磁铁101、102在形成复合磁力线的整体分布时再一次有效地和规则地显示其功能。

图8示出相应于图7的转子齿7相对于每一个定子齿9a、10a和11a的相对位置，以及转子齿7根据状态1到6的变化而循序运动的情况。这样借助于辅助磁板103、104和装在定子磁轭体100两端的辅助平磁铁101、102，该三相电机就可具有电动机的功能。

图9示出一个采用图2中结构的两相布置。

在定子磁轭9、10中，齿A1和A2互相偏移1/2节距，齿B1和B2也互相偏移1/2节距，而定子磁轭9、10的相位A和B则偏移1/2n节距，即1/4节距。在两相的情况下，没有辅助平磁铁101、102和辅助磁板103、104时，电动机可按任何速率工作。但若采用这些磁性元件如图9所示时，定子磁轭9、10将被更强烈地和均匀地从两侧激励，结果就可产生一个更强的转矩并且产生转矩的不规则性也可得到控制。

图10示出本发明具体实施时的五相电机，其中在相U的极U1和U2之间，在相V的极V1和V2之间、在相W的极W1和W2之间，在相X的极X1和X2之间，及在相Y的极Y1和Y2之间都有1/2节距的偏移，而在相之间的偏移则为1/2n＝1/10(n＝5)。

不管是奇数相电机还是偶数相电机，任何电机从两相到三相到n相电机都可如图2到图10所示结构那样构造。

图11示出两个图9中的两相电机(M1和M2)系列地串联的情况。图11中的M1和M2采用图9中的两个定子磁轭体100，并且一个平磁铁8插置在两者之间，另外辅助平磁铁101、102和辅助磁板103、104也用与图9相同的方式装在两端。因此，将多个定子磁轭体100，例如N个定子磁轭体串联便可制成一个串联的、具有任意数N个定子磁轭体100的、外转子或内转子的差动步进电机。这是一种与布置在同一轴上的两个独立的M1和M2不同的情况，在该情况下，在M1和M2之间的平磁铁8、辅助平磁铁101、102和辅助磁板103、104也象图2所示结构那样能以同样方式有效地工作。

虽然图11所示为图9中的两相电机，但同一原理显然可用于图2、图10和即将说明的图12。一般地说，N个n相电机都可串联来得到较大的所需转矩。

图12所示为在图1的采用内转子结构的复合步进电机中应用本发明的内转子复合步进电机，其中在非磁性材料制成的定子壳体300的内圆周上设有沿轴向并排排列第一、第二和第三环形定子磁轭106、107和108并在磁轭间插置环形平磁铁8成为一个整体从而形成一个三相的定子磁轭体100，并且定子磁轭106、107和108的极性轮流变换。

辅助平磁铁101、102和辅助磁板103、104被布置在定子磁轭体100的两侧以便在两侧形成磁路。在环形定子磁轭106、107和108的线圈槽20u、20v和20w内分别设有卷绕成螺线管那样的第一、第二和第三线圈22、23、24，另有一根由磁性材料制成的旋转轴200，其上设有与每一个定子磁轭106、107和108对应的转子磁轭109，该转子磁轭109在其圆周上设有多个齿109a。图12的结构为与图2相反的内转子式，但其步进驱动所根据的操作原理与图4到图8所示相同。

按照图9和图11所示的同一方式可以将图12的结构制成两相的内转子变型和五相的内转子变型，更一般地说，可以制出几相的内转子复合步进电机。

两个图9的结构可如图11那样串联，N个n相的内转子差动式电机也可用如图11那样的方式串联。虽然在上面的论述中假定每一个线圈22、23都是由现有技术的双极绕组构成的，但现有技术的单极绕组也可应用此法而得到同等的效果。虽然上面的实施例是基于现有技术的单相激励，但该电机也可用双向激励式单双向激励来驱动。每一种齿7、9a、10a、11a和109a在节距上的偏移为一相对值，如果任一种齿都相对于另一种齿而偏移，那么就可完成相同的操作。电机的外形可制成任何一种方便的形状，例如可以制成一个扁平面直径大的结构、一个薄的结构、一个细长的结构。

参阅附图，现在论述本发明的复合步进电机的另一个实施例。与现有技术相同或相当的零件用同一标号指出。

图13和图3示出一个采用外转子结构的复合步进电机，其中1为非磁性材料制成的固定轴，其上装有一对互相间隔开的轴承2、3，并有一个由前端盖4a、后端盖4b和圆筒形转子磁轭6构成的转子壳体4可旋转地支承在轴承2、3上。在转子壳体4的转子磁轭6的内周面上设有多个转子齿7。

在固定轴1的固定轴夹具1A的圆周上的固定轴磁轭1B上装有圆筒磁铁8，在其上又装有第一、第二和第三环形定子磁轭9、10、11从而形成一个整体使圆筒磁铁8在径向上插置在定子磁轭和固定轴夹具1A之间，在定子磁轭9、10和11的圆周上还设有位于轴向中心位置的圆形线圈槽20u、20v和20w。定子磁轭9到11构成定子磁轭体100，辅助圆筒磁铁101、102分别固紧在固定轴1上定子磁轭体100的两端，而第一和第二辅助磁性凸缘103、104则分别固紧在辅助圆筒磁铁101、102上。在线圈槽20u、20v和20w内坐落着相U的第一线圈22、相V的第二线圈23，和相W的第三线圈24，每一线圈都以螺线管的方式卷绕(线圈22、23、24都是在事先用线圈卷绕机从外侧自动卷绕到磁轭的圆周上的)。第一定子磁轭9在其圆周上设有第一、第二N极N1和N2，其间插置第一线圈，第二定子磁轭10在其圆周上设有第一和第二S极S1和S2，其间插置第二线圈23，而第三定子磁轭11在其圆周上设有第三和第四N极N3和N4，其间插置第三线圈24，另外转子齿7与第一个磁极N1、N2、S1、S2、N3和N4对应，而在磁极N1、N2、S1、S2、N3和N4的圆周上设有多个定子齿9a、10a和11a，其节距与转子齿7的节距相同。如示意图17所示，定子齿9a、10a和11a这样构造，使磁极N1和N2相互偏移1/2节距(1π)，磁极S1和S2相互偏移1/2节距(1π)，及磁极N3和N4相互偏移1/2节距(1π)，而定子齿9a、10a和11a这样构造，使磁极N1和N2、磁极S1和S2，及磁极N3和N4彼此间分别偏移1/6节距(π/3)(1/2n节距，n：相数)。辅助磁性凸缘103和104只是用来形成磁力线的路径。

现在论述电机的操作。图14示出磁力线流动通过圆筒磁铁8和辅助圆筒磁铁101、102的情况，图14还示出磁力线的流动被磁性凸缘103、104均等化的情况。如果没有使用辅助圆筒磁铁101、102和辅助磁性凸缘103、104，那么由两个圆筒磁铁8产生的磁力线将集中在相V的定子磁轭10上，而在相V定子磁轭10内的磁力线则比相U或相W的更强(两倍)，由此破坏了相位间的均匀性。结果将使电机不能工作，因此辅助圆筒磁铁和辅助磁性凸缘起着重要的作用，正因如此，磁路得到增添，致使每一相内的磁力线均匀。图15示出由相U、V和W的线圈22、23和24产生的磁力线，其方向分别取决于电流流动通过线圈22、23、24的方向。

图6具体示出每一线圈22、23、24是如何被电流驱动的，图6(A)示出步进驱动，其中驱动电流I的强度不变，只是将电路开通和关断。图6(B)示出现有技术的微步进驱动或正弦波驱动，其中电流I的强度逐渐变化。在任一种情况下，一个完整的周期都被划分成为6个状态(状态1到状态6)，这将结合图16予以说明。

在图16中如同在现有技术中，当进行图6(A)的步进驱动或图6(B)的微步进驱动或正弦波驱动时在状态1-6的每一个状态下，由圆筒磁铁8、辅助圆筒磁铁101、102和电流所产生的磁力线都被组合起来。

在这种情况下，辅助磁性凸缘103、104和辅助圆筒磁铁101、102在形成复合磁力线的整体分布时再一次有效地和规则地显示其功能。

图17示出相应于图16的转子齿7相对于每一个定子齿9a、10a和11a的相对位置，以及转子齿7循序旋转致使相对位置有规则地从状态1变化到状态6的情况。这样借助于辅助磁性凸缘103、104和装在定子磁轭体100两端的辅助圆筒磁铁101、102，该三相电机就可具有电动机的功能。

图18示出一个采用图13中结构的两相布置。

在定子磁轭9、10中，齿A1和A2互相偏移1/2节距，齿B1和B2互相偏移1/2节距，两定子磁轭9、10的相A和B则偏移1/2n节距，即1/4节距。在两相的情况下，没有辅助圆筒磁铁101、102和辅助磁性凸缘103、104，电动机可按任何速率工作。但若采用这些磁性元件如图18所示时，定子磁轭9、10将被更强烈地和均匀地从两侧激励，结果就可产生一个更强的转矩并且产生转矩的不规则性也可得到控制。

图19示出本发明具体实施时的五相电机，其中在相U的极U1和U2之间、在相V的极V1和V2之间、在相W的极W1和W2之间、在相X的极X1和X2之间、及在相Y的极Y1和Y2之间都有1/2节距的偏移，而在相之间的偏移则为1/2n＝1/10(n＝5)。

不管是奇数相电机还是偶数相电机，任何电机从两相到三相到n相电机都可如图13到图19所示结构那样构造。

图20示出两个图18中的两相电机(M1和M2)逐级串联的情况。图20中的M1和M2采用图18中的两个定子磁轭体100，每一个磁轭配上一个圆筒磁铁8，另外辅助圆筒磁铁101、102和辅助磁性凸缘103、104用与图18相同的方式装在两端。因此，将多个定子磁轭体100，例如N个定子磁轭体逐级串联便可制成一个级联的、具有N个定子磁轭体100的、外转子或内转子(未示出)的差动步进电机，该电机具有任意数N个定子磁轭体100。这是一种与布置在同一轴上的两个独立的M1和M2不同的情况，在该情况下，在M1和M2之间形成磁路，而且辅助圆筒磁铁101、102和辅助磁性凸缘103、104也象图13所示结构那样能以同样方式有效地工作。

虽然图20所示为图18中的两相电机，但同一原理显然可用于图13、图19和即将说明的图21。一般地说，N个n相电机都可逐级串联来得到较大的所需转矩。

图21所示为在图1的采用内转子结构的复合步进电机中应用本发明的内转子复合步进电机，其中在装在定子壳体300的内圆周上的圆筒磁铁上沿着轴向并排排列着第一、第二和第三环形定子磁轭106、107和108并成为一个整体，从而形成一个三相的定子磁轭体100，并且定子磁轭106、107和108的极性轮流变换。

辅助圆筒磁铁101、102和辅助磁性凸缘103、104被布置在定子磁轭体100的两侧以便在两侧形成磁路。在环形定子磁轭106、107和108的线圈槽20u、20v和20w内分别设有卷绕成螺线管那样的第一、第二和第三线圈22、23和24，另外一根由磁性材料制成的旋转轴200具有一个较长的转子磁轭109与每一个定子磁轭106、107和108对应，该转子磁轭109在其圆周上设有多个齿109a。图21的结构为与图13相反的内转子式，但其步进驱动的操作原理与图14到图17所示相同。

按照图18和图20所示的同一方式可以将图21的结构制成两相的内转子变型和五相的内转子变型。更一般地说，可以制出n相的内转子复合步进电机。

两个图18的结构可如图20那样逐级串联，N个n相的内转子差动式电机也可用如图20那样的方式逐级串联。虽然在上面的论述中假定每一个线圈22、23都是由现有技术的双极绕组构成的，但现有技术的单极绕组也可应用此法而得到同等的效果。虽然上面的实施例是基于现有的单相激励的，但该电机也可用双向激励或单双相激励来驱动。每一种齿7、9a、10a、11a和109a在节距上的偏移为一相对值，如果任一种齿都相对于另一种齿而偏移，那么就可完成相同的操作。电机的外形可制成任何一种方便的形状，例如可以制成一个扁平而直径大的结构、一个薄的结构、一个细长的结构。

本发明这样构造的复合步进电机具有下列优点：由于在图2-13的结构中，线圈装在定子磁轭的外圆周上，所以线圈卷绕的操作非常容易，可以显著降低这种型式的外转子复合步进电机的制造费用。而在图12和图21的结构中，由于线圈绕成螺线管式样然后插入到线圈槽内，制造费用也显著地比现有技术低。另外，由于在电机两侧设有作为磁力线路径的辅助圆筒磁铁，在两个磁铁侧形成磁极，因此容易得到较大的转矩，并且如果需要，容易制出n相的步进电机。

就n相而言，只须将定子磁轭偏移1/2n节距即可，从两相到n相可以使用完全相同的定子磁轭和转子磁轭。还可以制出具有N个定子磁轭体的外转子或内转子的复合步进电机。

Claims (12)

1.一种具有外转子结构的复合步进电机，该电机具有：一对安装在一固定轴(1)上而相互间隔开的轴承(2，3)，一个可旋转地被该轴承(2，3)支承着的转子壳体(4)，一个安装在转子壳体(4)上的环形转子磁轭(6)，其上设有多个转子齿(7)，一个由多个定子磁轭(9，10，11)沿着固定轴的方向并排排列在固定轴上并在其间插置平磁铁(8)而组成的定子磁轭体(100)，在其圆周上制有多个定子齿(9a，10a，11a)，在每个定子磁轭的轴向中心位置上沿圆周方向形成环形线圈槽(20u，20v，20w)，在每个所述环形线圈槽内设置定子线圈(22，23，24)，和一对安装在固定轴上的辅助磁板(103，104)，使定子磁轭体(100)被插置在两个辅助平磁铁(101，102)之间而这两个辅助平磁铁(101，102)又被插置在一对辅助磁板(103，104)之间，从而使定子磁轭改变磁的极性，磁力线从辅助平磁铁(101，102)流到辅助磁板(103，104)。

2.一种具有内转子结构的复合步进电机，该电机具有：一对安装在壳体(300)两端的轴承(2，3)，一根可旋转地被该轴承(2，3)支承着的旋转轴(200)，一个由多个定子磁轭沿着旋转轴的方向并排排列在壳体(300)的内圆周上并在其间插置环形平磁铁(106，107，108)而组成的定子磁轭体(100)，多个在环形定子磁轭的内圆周上形成的定子齿(106a，107a，108a)，一对安装在壳体(300)内侧的辅助磁板(103，104)，使定子磁轭体被插置在两个辅助平磁铁之间而这两个辅助平磁铁(101，102)又被插置在一对辅助磁板之间，在每个环形定子磁轭的轴向中心位置上沿内周面形成环形线圈槽，在每个所述环形线圈槽内设置定子线圈(22，23，24)，一个安装在旋转轴(200)上与定子磁轭对应的转子磁轭(109)，和多个设在转子磁轭(109)的圆周上的转子齿(109a)，从而使磁力线从辅助平磁铁(101，102)流到辅助磁板(103，104)。

3.按照权利要求1所述的具有外转子结构的复合步进电机，其特征为，多个定子磁轭体和插置在其间的平磁铁被串联。

4.按照权利要求2所述的具有内转子结构的复合步进电机，其特征为，多个定子磁轭体和插置在其间的平磁铁被串联。

5.一种具有外转子结构的复合步进电机，该电机具有：一对安装在固定轴(1)上而相互间隔开的轴承(2，3)，一个可旋转地被该轴承支承着的转子壳体，一个装在转子壳体上的环形转子磁轭(6)，其上设有多个转子齿(7)，一个由多个定子磁轭沿着固定轴的方向并排排列而组成的定子磁轭体(100)，每一磁轭装在一个与固定轴连结的相应的圆筒磁铁上，多个在固定磁轭的圆周上形成的定子齿，在每个定子磁轭的轴向中心位置上沿圆周方向形成环形线圈槽(20u，20v，20w)，在每个所述环形线圈槽内设置定子线圈(22，23，24)，和一对分别安装在固定轴上各自的辅助圆筒磁铁上的磁性凸缘，其中该定子磁轭体插置在这对磁性凸缘之间，从而使定子磁轭改变磁的极性并使磁力线从辅助圆筒磁铁流到辅助磁性凸缘。

6.一种具有内转子结构的复合步进电机，该电机具有：一对安装在壳体(300)两端的轴承(2，3)，一根可旋转地被该轴承支承着的旋转轴(200)，一个由环形定子磁轭沿着旋转轴的方向并排排列在壳体的内圆周上而组成的定子磁轭体，每一定子磁轭都安置在一个装在壳体内圆周上的圆筒磁铁上，多个在环形定子磁轭的内圆周上形成的定子齿，一对分别安装在壳体内圆周上各自的辅助圆筒磁铁上的辅助磁性凸缘，其中定子磁轭体被插置在这对辅助磁性凸缘之间，在每个定子磁轭的轴向中心位置上沿圆周方向形成环形线圈槽(20u，20v，20w)，在每个所述环形线圈槽内设置定子线圈(22，23，24)，一个装在旋转轴上与定子磁轭对应的转子磁轭，和多个设在转子磁轭的圆周上的转子齿，从而使磁力线从辅助圆筒磁铁流到辅助磁性凸缘。

7.按照以上权利要求中任一项所述的复合步进电机，其特征为，三个定子磁轭被用来进行三相驱动。

8.按照权利要求1至6中任一项所述的复合步进电机，其特征为，两个定子磁轭被用来进行两相驱动。

9.按照权利要求5所述的具有外转子结构的复合步进电机，其特征为，多个定子磁轭体和所用的圆筒磁铁被串联。

10.按照权利要求7所述的具有外转子结构的复合步进电机，其特征为，多个定子磁轭体和所用的圆筒磁铁被串联。

11.按照权利要求6所述的具有内转子结构的复合步进电机，其特征为，多个定子磁轭体和所用的圆筒磁铁被串联。

12.按照权利要求8所述的具有内转子结构的复合步进电机，其特征为，多个定子磁轭体和所用的圆筒磁铁被串联。

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