CN211791207U - 一种紧凑型步进电机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及步进电机领域，尤其涉及一种紧凑型步进电机。所述一种紧凑型步进电机，包括：外壳体、固定板、定子部件、转子部件。所述外壳体的内部嵌套设置滑动曲面，所述外壳体与滑动曲面之间的环形空间为滑动槽；所述定子部件设置在滑动曲面内，所述转子部件设置在滑动槽内，并紧贴着滑动槽和外壳，转子部件可沿滑动槽转动。绕组线圈设置在磁轭上。本实用新型结构布局紧凑，方便安装维修，步距角较小。

Description

一种紧凑型步进电机

技术领域

本实用新型涉及步进电机领域，尤其涉及一种紧凑型步进电机。

背景技术

通常，步进电机在办公自动化设备和工业用设备等中用作精密定位控制用的电机，其中钟表等精密结构行业对步进电机步距角的精度要求较大，普通多极永磁步进电动机的磁极数量多，能满足对步进电机步距角的精度要求，但是其有多个的定子绕组，定子结构较复杂，同时，由于一些小型钟表结构要求，需将步进电机的尽可能小型化。

因此，针对以上问题对步进电机进一步优化。

发明内容

因此，本实用新型正是鉴于以上问题而做出的，本实用新型通过提供一种紧凑型步进电机，解决定子结构较复杂的问题。本实用新型是通过以下技术方案实现上述目的：

一种紧凑型步进电机，包括：外壳体、固定板、定子部件、转子部件；

所述外壳体的内部嵌套设置滑动曲面，滑动曲面与外壳体同轴；

所述外壳体与滑动曲面之间的环形空间为滑动槽；所述固定板可拆卸固定设置在外壳体的一端，固定板中心设置连接杆；

所述定子部件设置在滑动曲面的内部；

所述定子部件包括：磁轭、线圈绕组、磁极铁芯；

所述磁轭设置在滑动曲面的内部，磁轭的一端可拆卸固定设置在固定板的连接杆上；

所述线圈绕组通过绕组骨架套设在磁轭上的中部位置；

所述磁极铁芯的数量为两个；

所述磁极铁芯为圆筒形外周面上等间隔设置三个突出部的结构，突出部为不规则弧面结构；

所述突出部包括弧面一部和弧面二部；

所述弧面一部距离滑动曲面内周面最近，弧面一部上的点到磁极铁芯圆心的长度相等，弧面二部上的点到磁极铁芯圆心的长度逐渐减小；

所述两个磁极铁芯分别套设在磁轭的两端，两个磁极铁芯靠近但不接触，磁极铁芯与磁轭的圆周面接触，磁极铁芯与线圈绕组不接触，且两个磁极铁芯的突出部相错；

所述转子部件设置在滑动槽内，并紧贴着滑动槽和外壳，转子部件可沿滑动槽转动；

所述转子部件包括：转子铁芯、转轴、隔磁衬套、永磁环；

所述转子铁芯为一端封闭的圆筒形；

所述转轴通过隔磁衬套设置在转子铁芯一端中心；

所述永磁环为圆筒形，永磁环固定设置在转子铁芯内部，永磁环外周壁紧贴转子铁芯内周壁；

所述永磁环径向内表面均布六个转子磁极，相邻两个转子磁极互为异性磁极。

本实用新型的有益效果如下：

1.本实用新型的定子部件结构的设置，仅通过一个线圈绕组集中设置在磁轭上，且定子部件设置在转子部件中心，使得定子部件与转子部件的结构布局更加紧凑，大大减小步进电机空间占比，使得的其更加适应在钟表等小型化机械加工领域。

2.本实用新型的定子部件设置在固定板上，可以通过打开固定板的方式，直接取出定子部件，方便定子部件的拆卸安装，进一步方便对定子部件的更换维修。

3.本实用新型采用一个集中式定子绕组控制定子部件的多个磁极变换，定子绕组结构简单，且电动机磁极数为较多，电动机步距角较小，不容易导致失步或超步。

4.本实用新型的转子部件的结构设置，使得转子部件沿滑动槽转动，外壳体与滑动曲面对转子部件的内周面和外周面起到了一定的限位作用，使得转子部件沿滑动槽稳定转动不易偏心。

附图说明

图1为本实用新型的步进电机的整体结构示意图。

图2为本实用新型的步进电机的各部件的细节设置示意图一。

图3为本实用新型的步进电机的各部件的细节设置示意图二。

图4为本实用新型的定子部件的细节结构示意图。

图5为本实用新型的定子部件与转子部件位置平面示意图。

具体实施方式

本实用新型的优选实施例将通过参考附图进行详细描述，这样对于发明所属领域的现有技术人员中具有普通技术的人来说容易实现这些实施例。然而本实用新型也可以各种不同的形式实现，因此本实用新型不限于下文中描述的实施例。另外，为了更清楚地描述本实用新型，与本实用新型没有连接的部件将从附图中省略。

如图1-2所示，一种紧凑型步进电机，包括：外壳体1、固定板2、定子部件3、转子部件4。

所述外壳体1为圆筒形，外壳体1的内部嵌套设置滑动曲面11，滑动曲面11为圆筒形，滑动曲面11与外壳体1同轴，外壳体1与滑动曲面11之间的环形空间为滑动槽12，滑动曲面11为不导磁且不隔磁材料制成，如：无磁不锈钢，固定板2可拆卸固定设置在外壳体1的一端，固定板2中心设置连接杆21。

如图3-5所示，所述定子部件3设置在滑动曲面11的内部，定子部件3包括：磁轭31、线圈绕组32、磁极铁芯33；所述磁轭31设置在滑动曲面11的内部，磁轭31的一端可拆卸固定设置在固定板2的连接杆21上，线圈绕组32通过绕组骨架套设在磁轭31上的中部位置，磁极铁芯33的数量为两个，磁极铁芯33为圆筒形外周面上等间隔设置三个突出部331的结构，突出部331为不规则弧面结构，突出部331包括弧面一部3311和弧面二部3312，弧面一部3311距离滑动曲面11内周面最近，弧面一部3311上的点到磁极铁芯33圆心的长度相等，弧面二部3312上的点到磁极铁芯33圆心的长度逐渐减小，两个磁极铁芯33分别套设在磁轭31的两端，两个磁极铁芯33靠近但不接触，磁极铁芯33与磁轭31的圆周面接触，磁极铁芯33与线圈绕组32不接触，且两个磁极铁芯33的突出部331相错；当线圈绕组32被接通电流后，磁轭31的两端呈现相异磁极，进而使得两个磁极铁芯33的磁极相异。

所述转子部件4设置在滑动槽12内，并紧贴着滑动槽12和外壳1，转子部件4可沿滑动槽12转动，这里滑动槽12起到类似轴承的作用，转子部件4包括：转子铁芯41、转轴42、隔磁衬套43、永磁环44；转子铁芯41为一端封闭的圆筒形，转轴42通过隔磁衬套43设置在转子铁芯41一端中心，永磁环44为圆筒形，永磁环44固定设置在转子铁芯41内部，永磁环44外周壁紧贴转子铁芯41内周壁，永磁环44径向内表面均布六个转子磁极441，相邻两个转子磁极441互为异性磁极；当线圈绕组32依次被接通正反向电流后，定子部件3的两个磁极铁芯33的磁极的极性呈现交替变换状态，转子部件4在磁极铁芯33的磁极的作用下沿滑动槽12转动，其中定子部件3的磁极铁芯33的突出部331结构的设置，使得突出部331表面与转子部件4的永磁环44内周面的距离不同，进而使得磁极铁芯33的磁极对转子部件4的相应转子磁极441的引力或斥力有差别，进而使得转子部件4单方向稳定转动。

优选的，作为一种可实施方式，所述固定板2上开设多个散热孔，转子部件4转动时可能会产生摩擦热，以及定子部件3线圈绕组32工作易产生一定热量，此设置方便进一步的散热，以进一步延长步进电机使用寿命。

本实用新型的工作原理：

线圈绕组32接通正向脉冲电流前，转子部件4处于稳定位置；当线圈绕组32接通一个正向脉冲电流时，线圈绕组32的两端的磁极极性相异，使得磁轭31的两端为相异磁极，从而使得定子部件3的两个磁极铁芯33的磁极的极性相异，转子部件4上的转子磁极441与定子部件3的磁极铁芯33相对应位置上的磁极的极性相异，在同性相斥异性相吸的磁力作用下转子部件4沿滑动槽12单方向旋转一个步距角，转子部件4稳定在新的位置，电动机完成一次步进运行；当线圈绕组32接通一个负向脉冲电流时，线圈绕组32的两端的磁极极性相异，且线圈绕组32的两端的磁极极性分别与上一正向脉冲电流时的极性相异，在同性相斥异性相吸的磁力作用下转子部件4沿滑动槽12单方向再旋转一个步距角，转子部件4稳定在新的位置，电动机完成一次步进运行，这样电动机完成一个正、负脉冲循环周期的步进运行，如此交替变换线圈绕组32电流的方向，即可实现转子部件4稳定转动，其中，定子部件3的磁极铁芯33的突出部331结构的设置，使得突出部331表面与转子部件4的永磁环44内周面的距离不同，进而使得磁极铁芯33的磁极对转子部件4的相应转子磁极441的引力或斥力有差别，进而使得转子部件4单方向稳定转动。

Claims (5)

1.一种紧凑型步进电机，包括：外壳体(1)、固定板(2)、定子部件(3)、转子部件(4)；

其特征在于：所述外壳体(1)的内部嵌套设置滑动曲面(11)，滑动曲面(11)与外壳体(1)同轴；

所述外壳体(1)与滑动曲面(11)之间的环形空间为滑动槽(12)；所述固定板(2)可拆卸固定设置在外壳体(1)的一端，固定板(2)中心设置连接杆(21)；

所述定子部件(3)设置在滑动曲面(11)的内部；

所述定子部件(3)包括：磁轭(31)、线圈绕组(32)、磁极铁芯(33)；

所述磁轭(31)设置在滑动曲面(11)的内部，磁轭(31)的一端可拆卸固定设置在固定板(2)的连接杆(21)上；

所述线圈绕组(32)通过绕组骨架套设在磁轭(31)上的中部位置；

所述磁极铁芯(33)的数量为两个；

所述磁极铁芯(33)为圆筒形外周面上等间隔设置三个突出部(331)的结构，突出部(331)为弧面结构；

所述突出部(331)包括弧面一部(3311)和弧面二部(3312)；

所述弧面一部(3311)距离滑动曲面(11)内周面最近，弧面一部(3311)上的点到磁极铁芯(33)圆心的长度相等，弧面二部(3312)上的点到磁极铁芯(33)圆心的长度逐渐减小；

所述两个磁极铁芯(33)分别套设在磁轭(31)的两端，两个磁极铁芯(33)靠近但不接触，磁极铁芯(33)与磁轭(31)的圆周面接触，磁极铁芯(33)与线圈绕组(32)不接触，且两个磁极铁芯(33)的突出部(331)相错；

所述转子部件(4)设置在滑动槽(12)内，并紧贴着滑动槽(12)和外壳体(1)，转子部件(4)可沿滑动槽(12)转动；

所述转子部件(4)包括：转子铁芯(41)、转轴(42)、隔磁衬套(43)、永磁环(44)；

所述转子铁芯(41)为一端封闭的圆筒形；

所述转轴(42)通过隔磁衬套(43)设置在转子铁芯(41)一端中心；

所述永磁环(44)为圆筒形，永磁环(44)固定设置在转子铁芯(41)内部，永磁环(44)外周壁紧贴转子铁芯(41)内周壁；

所述永磁环(44)径向内表面均布六个转子磁极(441)，相邻两个转子磁极(441)互为异性磁极。

2.根据权利要求1所述的一种紧凑型步进电机，其特征在于：所述外壳体(1)为圆筒形。

3.根据权利要求1所述的一种紧凑型步进电机，其特征在于：所述滑动曲面(11)为圆筒形。

4.根据权利要求1所述的一种紧凑型步进电机，其特征在于：所述滑动曲面(11)为不导磁且不隔磁材料制成。

5.根据权利要求1所述的一种紧凑型步进电机，其特征在于：所述固定板(2)上开设多个散热孔。

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