[发明专利]高功率高转矩步进电机无效

专利信息
申请号: 200810166320.9 申请日: 2008-09-22
公开(公告)号: CN101685992A 公开(公告)日: 2010-03-31
发明(设计)人: 张家铭;江新安 申请(专利权)人: 大银微系统股份有限公司
主分类号: H02K3/28 分类号: H02K3/28;H02K37/00
代理公司: 上海浦一知识产权代理有限公司 代理人: 刘昌荣
地址: 中国*** 国省代码: 中国台湾;71
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摘要:
搜索关键词: 功率 转矩 步进 电机
【说明书】:

技术领域

发明涉及利用磁场与通电而产生转动的步进电机,特别涉及一种高功率高转矩步进电机。

背景技术

步进电机是利用电场、磁场、动作或力矩的交互作用而运作,而电场的产生是利用电流通过磁场内线圈时产生,电场与步进电机的性能有绝对关系,采用改变通过线圈的电流量或调整外围的电磁场强度可控制步进电机转动的速度,但如何在不改变电流量与步进电机原有基本架构下,增加步进电机的性能是已有技术中的空缺。

步进电机的应用范围广泛,而步进电机的优劣是取决于输入的功率与输出的效率比,目前步进电机均具有一个定子,在该定子内设有一个转子,其中,定子具有定子外径,定子外径内设有磁场空间,磁场空间周缘间隔设置有数个定子磁极,转子在定子磁极的内周缘配合转动,定子磁极上绕设有线圈,电场是利用线圈通过电流后产生,定子磁极上绕设线圈的方式与所产生的电磁场强度有关,不同的绕设线圈方式影响步进电机的性能。

目前步进电机上定子磁极所绕设的线圈方式没有特定的原理,绕设方式的组合排列方式众多,现有技术中步进电机上定子磁极所绕设线圈的方式完全是以方便卷绕加工为优先考虑,并未将步进电机的最佳效能发挥出,因此铜损与铁损质大,影响步进电机的输出功率。

如已有技术中的一种线圈方式,A相绕线组系以第一定子磁极先正转圈绕,绕往第三定子磁极改为逆转,再依序往第五、七定子磁极后又以正转方向圈绕,B相绕线组则系以第二定子磁极正转圈绕,往第四定子磁极改为逆转,再往第六、八定子磁极后又同时以正转圈绕,该得到的绕组因子为0.353,该种线圈方式的步进电机效率低。

已有技术中的另一种线圈方式,A相绕线组系以正转方式依序圈绕第一定子磁极、第三定子磁极、第五定子磁极、第七定子磁极,B相绕线组系以正转方式依序圈绕第二定子磁极、第四定子磁极、第六定子磁极、第八定子磁极,该得到的绕组因子为0.5,这种线圈方式的步进电机效率仅略微增加。

在已有技术中还有另外一种线圈方式,A相绕线组以第一定子磁极正转圈绕,绕往第三定子磁极改为逆转,再依序往第五定子磁极、第八定子磁极以正转圈绕,B相绕线组则以第二定子磁极正转圈绕,绕往第四定子磁极改为逆转,再依序往第六定子磁极、第七定子磁极改以正转圈绕,这种线圈方式得到的绕组因子为0.559,该种线圈方式的步进电机效率仅略微增加。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种高功率高转矩步进电机,能够在不改变电流量与步进电机原有基本架构下,增加步进电机的性能,特别是将线圈以最佳效能方式配线卷绕使其改变绕组因子及输出反应电动势,而达到最佳步进电机输出效能。

为解决上述技术问题,本发明高功率高转矩步进电机的技术方案是,所述的步进电机包含有:定子及设在定子内的转子,其中,定子内部周缘间隔设有八个定子磁极,这些定子磁极上有一个A相绕线组及一B个相绕线组卷绕,A相绕线组是依序卷绕在第一定子磁极、第三定子磁极、第五定子磁极及第七定子磁极上,并且所述的A相绕线组卷绕在第一定子磁极以一方向卷绕,A相绕线组在第三定子磁极上以与A相绕线组在第一定子磁极上相反的方向卷绕,A相绕线组在第五定子磁极上以与A相绕线组在第一定子磁极上相同的方向卷绕,最后A相绕线组在第七定子磁极上以与A相绕线组在第一定子磁极上相反方向卷绕,B相绕线组是依序卷绕在第二定子磁极、第四定子磁极、第六定子磁极及第八定子磁极上,且B相绕线组卷绕在第二定子磁极是以一方向卷绕,B相绕线组在第四定子磁极上以与B相绕线组在第二定子磁极上相反的方向卷绕,B相绕线组在第六定子磁极上以与B相绕组线在第二定子磁极上以同一方向卷绕,最后B相绕线组在第八定子磁极上以与B相绕线组在第二定子磁极上相反方向卷绕,且步进电机缠绕A相绕线组与B相绕线组后的绕组因子为0.6至0.8之间。

本发明的高功率高转矩步进电机,将步进电机定子的八个定子磁极以A相绕线组及B相绕线组通过特定的顺序与方法卷绕,增加绕组因子使磁场空间内的电磁场强度提升,并改变反应电动势大小。因此,本发明能通过相同的输入功率,得到更高的输出功率,大大提升步进电机的工作效率。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细的说明:

图1为本发明步进电机定子磁极的配线与卷绕方法示意图;

图2为本发明步进电机的定子磁极以A相绕线组配线与卷绕方法示意图;

图3为本发明步进电机的定子磁极以B相绕线组配线与卷绕方法示意图。

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