CN110829724A - 一种快速散热的高精度步进电机及其工作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种快速散热的高精度步进电机，包括：壳体、定子、转子、控制电路、通风腔和校准机构，所述壳体内表面固定设置有定子，所述壳体中央设置有转子，所述转子穿出壳体并依靠轴承与壳体接触，所述壳体上设置有控制电路，所述控制电路连接电源和定子，所述壳体内表面设置有校准机构，所述校准机构连入控制电路中，所述壳体外设置有通风腔；本发明还公开了一种快速散热的高精度步进电机工作方法；其提供了快速、高效的散热结构和方式，使得步进电机不再出现热量堆积的现象，提高了电机的使用寿命；同时，其解决了步进电机失步的问题，提高了电机的精准度，能够为高精密产业做出贡献。
Description
技术领域
本发明属于新材料生产设备领域，特别涉及一种快速散热的高精度步进电机及其工作方法。
背景技术
步进电机是现阶段工业上较为先进的一种电机，由于其能够通过控制电机旋转圈数来达到提供量级较为精准的机械能的效果，在各类工业中都是不可或缺的角色。相比于其它电机，安装了步进电机的设备能够达到精准位移的效果，这是其它电机所办不到的。
不过现有的步进电机仍然存在着缺陷，一方面，为了能够做到转子的精准旋转，电机的效率并不高，从而导致了大量热能的产生；另一方面，现在的步进电机仍然存在着失步的现象，在高精密产业中，由于其精度不如传感器，不能获得新的市场。因此，一款快速散热、高度精密的步进电机是意义重大的。
现在的步进电机，主要存在以下几个问题：
1、现在的步进电机大多不能够很好的散热，热量堆积在电机中，影响电机的正常使用和寿命。
2、现在的步进电机大多存在着失步的现象，精度不高，无法在高精密产业中占得一席之地。
发明内容
发明目的：为了克服以上不足，本发明的目的是提供一种快速散热的高精度步进电机及其工作方法，其提供了快速、高效的散热结构和方式，使得步进电机不再出现热量堆积的现象，提高了电机的使用寿命；同时，其解决了步进电机失步的问题，提高了电机的精准度，能够为高精密产业做出贡献。
技术方案：为了实现上述目的，本发明提供了一种快速散热的高精度步进电机，包括：壳体、定子、转子、控制电路、通风腔和校准机构，所述壳体内表面固定设置有定子，所述壳体中央设置有转子，所述转子穿出壳体并依靠轴承与壳体接触，所述壳体上设置有控制电路，所述控制电路连接电源和定子，所述壳体内表面设置有校准机构，所述校准机构连入控制电路中，所述壳体外设置有通风腔。
本发明中所述步进电机的设置，其利用通道式散热方式，提供了快速、高效的散热结构和方式，使得步进电机不再出现热量堆积的现象，提高了电机的使用寿命；同时，通过增加校准机构，提供了额外的纠正能力，解决了步进电机失步的问题，提高了电机的精准度，能够为高精密产业做出贡献。
本发明中所述的通风腔包括通风道、第一风扇和第二风扇，所述通风道包裹于壳体外围，所述通风道与壳体之间设置有空腔，所述通风道一端设置有第一风扇，所述通风道另一端设置有第二风扇。
本发明中所述通风腔的设置，其通过在腔体两端各安装风扇的结构，加快了通风腔内空气的流动，同时减少紊流的产生，提高了通风腔的散热能力。
本发明中所述的第一风扇中心设置有通孔，所述转子穿过通孔并与第一风扇固定连接。
本发明中所述连接方式的设置，能够为风扇提供动力，主动吸风，加速空气流动，极大的增强了电机的散热能力。
本发明中所述的第二风扇中心设置有盲孔，所述转子插入盲孔并与第二风扇固定连接，所述第二风扇与第一风扇中心轴相同。
本发明中所述盲孔的设置，使得转子在为风扇提供动力的同时，很好的隐藏非输出轴，避免了外界因素对电机的影响或者是破坏。
本发明中所述的第二风扇与第一风扇吹出的风向相同。
本发明中所述风向的设置，能够有效地避免紊流的产生，同时加快空气流动，提高电机的散热能力。
本发明中所述的校准机构包括光电传感器、控制器和用于延时的电感元件组，所述光电传感器设置与壳体内表面，所述控制器和电感元件组设置于控制电路中，所述光电传感器通过导线与控制器连接，所述控制器与电感元件组连接。
本发明中所述校准机构的设置，为电机提供了失步补偿功能，提高了电机的精准度，使得该电机的使用范围更大，市场竞争力更强。
本发明中所述的电感元件组包括输入端、输出端、控制端和若干个串联的电感元件组成，所述串联的电感元件一端连接输入端，另一端连接输出端，所述电感元件组内任意一个电感元件都有一条控制导线连入输出端，所述控制导线上设置有控制开关，所述控制开关与控制端连接，所述控制端与控制器连接。
本发明中所述的光电传感器为对射式光电传感器。
本发明中所述的一种快速散热的高精度步进电机工作方式，包括利用快速通过的空气带走电机产生的热量，其特征在于：具体包括以下步骤：步骤一：电机启动，转子转动，带动第一风扇旋转，将冷空气送入通风道；步骤二：冷空气接触电机壳体，通过热传递效应将热量传递给空气；步骤三：第一风扇通过连接杆带动第二风扇旋转，将升温的热空气抽离通风道。
本发明中所述的一种快速散热的高精度步进电机工作方式，包括通过记录失步数量和相应延长电机运行时间，其特征在于：具体包括以下步骤：步骤一：工作人员向步进电机输入参数，控制电路根据公式计算得出转子的理论旋转圈数及其供电时间，并打开电路，为电机供电；步骤二：转子每半圈会遮挡光电传感器对射光一次，光电传感器相应一次，由此记录转子实际旋转圈数；步骤三：理论供电时间结束，控制电路发送停止信号，同时控制器根据理论旋转圈数和实际旋转圈数的差值，将相应数量的电感元件接入控制电路中，使停止信号延时，电机继续工作；步骤四：停止信号成功断开控制电路供电，电机停止。
上述技术方案可以看出，本发明具有如下有益效果：
1、本发明中所述的一种快速散热的高精度步进电机及其工作方式，其利用通道式散热结构，为电机搭建了一个高效散热平台，极大地提高了电机的散热能力，解决了电机热量堆积的问题，延长了电机的使用寿命。
2、本发明中所述的一种快速散热的高精度步进电机及其工作方式，其通过电感元件的延时原理，为步进电机增加了一个补偿机制，弥补了步进电机因为失步而丢失的转子旋转圈数，提高了步进电机的精准度。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图；
图2为本发明的侧视结构示意图；
图3为本发明电感元件组的结构示意图；
图中：壳体-1、定子-2、转子-3、控制电路-4、通风道-5、第一风扇-6、第二风扇-7、光电传感器-8、控制器-9、电感元件组-10、输入端-101、输出端-102、控制端-103。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明。
实施例1
如图1所示的一种快速散热的高精度步进电机，包括：壳体1、定子2、转子3、控制电路4、通风腔和校准机构，所述壳体1内表面固定设置有定子2，所述壳体1中央设置有转子3，所述转子3穿出壳体1并依靠轴承与壳体1接触，所述壳体1上设置有控制电路4，所述控制电路4连接电源和定子2，所述壳体1内表面设置有校准机构，所述校准机构连入控制电路4中，所述壳体1外设置有通风腔。
本实施例中所述的通风腔包括通风道5、第一风扇6和第二风扇7，所述通风道5包裹于壳体1外围，所述通风道5与壳体1之间设置有空腔，所述通风道5一端设置有第一风扇6，所述通风道5另一端设置有第二风扇7。
本实施例中所述的第一风扇6中心设置有通孔，所述转子穿过通孔并与第一风扇6固定连接。
本实施例中所述的第二风扇7中心设置有盲孔，所述转子3插入盲孔并与第二风扇7固定连接，所述第二风扇7与第一风扇6中心轴相同。
本实施例中所述的第二风扇7与第一风扇6吹出的风向相同。
本实施例中所述的一种快速散热的高精度步进电机工作方式，包括利用快速通过的空气带走电机产生的热量，具体包括以下步骤：步骤一：电机启动，转子3转动，带动第一风扇6旋转，将冷空气送入通风道5；步骤二：冷空气接触电机壳体1，通过热传递效应将热量传递给空气；步骤三：第一风扇6通过连接杆8带动第二风扇7旋转，将升温的热空气抽离通风道5。
实施例2
如图2所示的一种快速散热的高精度步进电机，包括：壳体1、定子2、转子3、控制电路4、通风腔和校准机构，所述壳体1内表面固定设置有定子2，所述壳体1中央设置有转子3，所述转子3穿出壳体1并依靠轴承与壳体1接触，所述壳体1上设置有控制电路4，所述控制电路4连接电源和定子2，所述壳体1内表面设置有校准机构，所述校准机构连入控制电路4中，所述壳体1外设置有通风腔。
本实施例中所述的校准机构包括光电传感器8、控制器9和用于延时的电感元件组10，所述光电传感器8设置与壳体1内表面，所述控制器9和电感元件组10设置于控制电路4中，所述光电传感器8通过导线与控制器9连接，所述控制器9与电感元件组10连接。
本实施例中所述的电感元件组10包括输入端101、输出端102、控制端103和若干个串联的电感元件组成，所述串联的电感元件一端连接输入端101，另一端连接输出端102，所述电感元件组内任意一个电感元件都有一条控制导线连入输出端102，所述控制导线上设置有控制开关，所述控制开关与控制端103连接，所述控制端103与控制器9连接。
本实施例中所述的光电传感器8为对射式光电传感器。
本实施例中所述的一种快速散热的高精度步进电机工作方式，包括通过记录失步数量和相应延长电机运行时间，具体包括以下步骤：步骤一：工作人员向步进电机输入参数，控制电路4根据公式计算得出转子3的理论旋转圈数及其供电时间，并打开电路，为电机供电；步骤二：转子3每半圈会遮挡光电传感器8对射光一次，光电传感器8相应一次，由此记录转子实际旋转圈数；步骤三：理论供电时间结束，控制电路4发送停止信号，同时控制器9根据理论旋转圈数和实际旋转圈数的差值，将相应数量的电感元件接入控制电路中，使停止信号延时，电机继续工作；步骤四：停止信号成功断开控制电路4供电，电机停止。
实施例3
如图1所示的一种快速散热的高精度步进电机，包括：壳体1、定子2、转子3、控制电路4、通风腔和校准机构，所述壳体1内表面固定设置有定子2，所述壳体1中央设置有转子3，所述转子3穿出壳体1并依靠轴承与壳体1接触，所述壳体1上设置有控制电路4，所述控制电路4连接电源和定子2，所述壳体1内表面设置有校准机构，所述校准机构连入控制电路4中，所述壳体1外设置有通风腔。
本实施例中所述的校准机构包括光电传感器8、控制器9和用于延时的电感元件组10，所述光电传感器8设置与壳体1内表面，所述控制器9和电感元件组10设置于控制电路4中，所述光电传感器8通过导线与控制器9连接，所述控制器9与电感元件组10连接。
本实施例中所述的电感元件组10包括输入端101、输出端102、控制端103和若干个串联的电感元件组成，所述串联的电感元件一端连接输入端101，另一端连接输出端102，所述电感元件组内任意一个电感元件都有一条控制导线连入输出端102，所述控制导线上设置有控制开关，所述控制开关与控制端103连接，所述控制端103与控制器9连接。
实施例4
如图1所示的一种快速散热的高精度步进电机，包括：壳体1、定子2、转子3、控制电路4、通风腔和校准机构，所述壳体1内表面固定设置有定子2，所述壳体1中央设置有转子3，所述转子3穿出壳体1并依靠轴承与壳体1接触，所述壳体1上设置有控制电路4，所述控制电路4连接电源和定子2，所述壳体1内表面设置有校准机构，所述校准机构连入控制电路4中，所述壳体1外设置有通风腔。
本实施例中所述的通风腔包括通风道5、第一风扇6和第二风扇7，所述通风道5包裹于壳体1外围，所述通风道5与壳体1之间设置有空腔，所述通风道5一端设置有第一风扇6，所述通风道5另一端设置有第二风扇7。
本实施例中所述的第一风扇6中心设置有通孔，所述转子穿过通孔并与第一风扇6固定连接。
本实施例中所述的第二风扇7中心设置有盲孔，所述转子3插入盲孔并与第二风扇7固定连接，所述第二风扇7与第一风扇6中心轴相同。
本实施例中所述的第二风扇7与第一风扇6吹出的风向相同。
本实施例中所述的校准机构包括光电传感器8、控制器9和用于延时的电感元件组10，所述光电传感器8设置与壳体1内表面，所述控制器9和电感元件组10设置于控制电路4中，所述光电传感器8通过导线与控制器9连接，所述控制器9与电感元件组10连接。
本实施例中所述的电感元件组10包括输入端101、输出端102、控制端103和若干个串联的电感元件组成，所述串联的电感元件一端连接输入端101，另一端连接输出端102，所述电感元件组内任意一个电感元件都有一条控制导线连入输出端102，所述控制导线上设置有控制开关，所述控制开关与控制端103连接，所述控制端103与控制器9连接。
本实施例中所述的光电传感器8为对射式光电传感器。
本实施例中所述的一种快速散热的高精度步进电机工作方式，包括利用快速通过的空气带走电机产生的热量，具体包括以下步骤：步骤一：电机启动，转子3转动，带动第一风扇6旋转，将冷空气送入通风道5；步骤二：冷空气接触电机壳体1，通过热传递效应将热量传递给空气；步骤三：第一风扇6通过连接杆8带动第二风扇7旋转，将升温的热空气抽离通风道5。
本实施例中所述的一种快速散热的高精度步进电机工作方式，包括通过记录失步数量和相应延长电机运行时间，具体包括以下步骤：步骤一：工作人员向步进电机输入参数，控制电路4根据公式计算得出转子3的理论旋转圈数及其供电时间，并打开电路，为电机供电；步骤二：转子3每半圈会遮挡光电传感器8对射光一次，光电传感器8相应一次，由此记录转子实际旋转圈数；步骤三：理论供电时间结束，控制电路4发送停止信号，同时控制器9根据理论旋转圈数和实际旋转圈数的差值，将相应数量的电感元件接入控制电路中，使停止信号延时，电机继续工作；步骤四：停止信号成功断开控制电路4供电，电机停止。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种快速散热的高精度步进电机，其特征在于：包括：壳体（1）、定子（2）、转子（3）、控制电路（4）、通风腔和校准机构，所述壳体（1）内表面固定设置有定子（2），所述壳体（1）中央设置有转子（3），所述转子（3）穿出壳体（1）并依靠轴承与壳体（1）接触，所述壳体（1）上设置有控制电路（4），所述控制电路（4）连接电源和定子（2），所述壳体（1）内表面设置有校准机构，所述校准机构连入控制电路（4）中，所述壳体（1）外设置有通风腔。
2.根据权利要求1所述的一种快速散热的高精度步进电机，其特征在于：所述的通风腔包括通风道（5）、第一风扇（6）和第二风扇（7），所述通风道（5）包裹于壳体（1）外围，所述通风道（5）与壳体（1）之间设置有空腔，所述通风道（5）一端设置有第一风扇（6），所述通风道（5）另一端设置有第二风扇（7）。
3.根据权利要求2所述的一种快速散热的高精度步进电机，其特征在于：所述的第一风扇（6）中心设置有通孔，所述转子（3）穿过通孔并与第一风扇（6）固定连接。
4.根据权利要求2所述的一种快速散热的高精度步进电机，其特征在于：所述第二风扇（7）中心设置有盲孔，所述转子（3）插入盲孔并与第二风扇（7）固定连接，所述第二风扇（7）与第一风扇（6）中心轴相同。
5.根据权利要求2所述的一种快速散热的高精度步进电机，其特征在于：所述的第二风扇（7）与第一风扇（6）吹出的风向相同。
6.根据权利要求1所述的一种快速散热的高精度步进电机，其特征在于：所述的校准机构包括光电传感器（8）、控制器（9）和用于延时的电感元件组（10），所述光电传感器（8）设置与壳体（1）内表面，所述控制器（9）和电感元件组（10）设置于控制电路（4）中，所述光电传感器（8）通过导线与控制器（9）连接，所述控制器（9）与电感元件组（10）连接。
7.根据权利要求6所述的一种快速散热的高精度步进电机，其特征在于：所述的电感元件组（10）包括输入端（101）、输出端（102）、控制端（103）和若干个串联的电感元件组成，所述串联的电感元件一端连接输入端（101），另一端连接输出端（102），所述电感元件组内任意一个电感元件都有一条控制导线连入输出端（102），所述控制导线上设置有控制开关，所述控制开关与控制端（103）连接，所述控制端（103）与控制器（9）连接。
8.根据权利要求1所述的一种快速散热的高精度步进电机，其特征在于：所述的光电传感器（8）为对射式光电传感器。
9.根据权利要求1所述的一种快速散热的高精度步进电机工作方式，包括利用快速通过的空气带走电机产生的热量，其特征在于：具体包括以下步骤：
步骤一：电机启动，转子（3）转动，带动第一风扇（6）旋转，将冷空气送入通风道（5）；
步骤二：冷空气接触电机壳体（1），通过热传递效应将热量传递给空气；
步骤三：第一风扇（6）通过连接杆（8）带动第二风扇（7）旋转，将升温的热空气抽离通风道（5）。
10.根据权利要求1所述的一种快速散热的高精度步进电机工作方式，包括通过记录失步数量和相应延长电机运行时间，其特征在于：具体包括以下步骤：
步骤一：工作人员向步进电机输入参数，控制电路（4）根据公式计算得出转子（3）的理论旋转圈数及其供电时间，并打开电路，为电机供电；
步骤二：转子（3）每半圈会遮挡光电传感器（8）对射光一次，光电传感器（8）相应一次，由此记录转子实际旋转圈数；
步骤三：理论供电时间结束，控制电路（4）发送停止信号，同时控制器（9）根据理论旋转圈数和实际旋转圈数的差值，将相应数量的电感元件接入控制电路中，使停止信号延时，电机继续工作；
步骤四：停止信号成功断开控制电路（4）供电，电机停止。
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