[实用新型]一种两相混合式直线步进电机

说明书

技术领域

本实用新型涉及电机技术领域，尤其涉及一种直驱式两相混合式直线步进电机。

背景技术

目前，在很多负载做直线运动的运动场合，其驱动模式仍采用“旋转步进电机+传动机构”的形式，这种间接的驱动模式将使系统效率降低，动态响应变慢，定位精度下降，难以满足现代高精度机床和自动化设备的需要。直线步进电机可以直接把电脉冲信号转换为微步直线运动，克服了间接驱动模式的缺点。这种直驱式直线步进电机具有结构简单、动子惯量小、无累积误差、可控性好、具有自锁能力等优点，而且直线步进电机在开环控制下，就能够达到很高的定位精度。混合式步进电机同时具有反应式和永磁式步进电机的优点，步距小，效率高，绕组电感小，响应快，是一种理想的伺服电机。

但现有技术中小型和微型混合式直线步进电机受结构限制，线圈尺寸小，槽满率低，加工困难，电机的推力体积比和效率也受限制。

发明内容

本实用新型的目的是要提供一种控制精度高、结构合理的直驱式两相混合式直线步进电机。

一种两相混合式直线步进电机，包括动子和导轨，所述的动子由封装在壳体内的动子主件和位于壳体外部的与导轨配合的支撑引导部件构成，所述的动子主件由两个动子单元构成，每个动子单元为一相，每个动子单元包括两个带线槽的铁心，每个铁心具有两个磁极，分别位于线槽的两侧，线槽开口朝向导轨，线槽内置有线圈，且每相绕组为一个线圈；

所述的铁心和导轨在相互邻近的端面上沿导轨长度方向均匀分布若干齿槽，每个铁心上的的齿距和导轨的齿距相同；

同一动子单元内的两个铁心的齿槽相对导轨的齿槽位置相同；

同一铁心内的两个磁极的齿槽相对导轨的齿槽错开1/2齿距；

不同动子单元内的相对位置相同的两个铁心的齿槽相对导轨的齿槽错开1/4齿距。

当两相绕组中通入周期性脉冲电流或正弦细分电流时，动子每个周期沿水平方向移动一个齿距。

本实用新型两相混合式直线步进电机中每相绕组仅为一个线圈，绕置在同一动子单元内的两个铁心的线槽中，整个电机中总计两个线圈。而现有技术中的两相混合式直线步进电机至少有四个线圈，分别绕置在所在磁极的两个侧壁上。

所述的不同动子单元内的相对位置相同的两个铁心的齿槽相对导轨的齿槽错开1/4齿距。相对位置指相对各自动子单元内永磁体的位置。

所述的两个动子单元之间设有第一垫片，第一垫片可采用通用的绝缘材料。同一动子单元内的两个铁心之间设有永磁体，该永磁体并非充满两个铁心之间所有间隙，而是位于两个铁心之间远离导轨的部位，在两个铁心之间靠近导轨的部位则设有第二垫片，第二垫片可采用通用的绝缘材料。所述的铁心由冲片叠制而成，在所述的冲片以及永磁体的材料均可采用现有技术。

作为优选，动子齿宽与动子齿高之比为5∶8，可以更有效提高电机推力。

作为优选，动子铁心磁极极宽等于四个动子齿宽之和，避免铁心磁极中磁场过度饱和，增大线槽截面积。

作为优选，所述的永磁体高度(以垂直于导轨上表面的方向视为高度方向)与铁心高度之比在6∶11至8∶11之间，可根据需要调整电机推力，同时避免在动子与导轨间产生过大的法向力。

本实用新型两相混合式直线步进电机减少了电机线圈数量，更便于加工生产，提高了槽满率、推力体积比和效率。直驱式两相混合式直线步进电机可以应用于办公自动化设备、医疗设备、光学仪器、检测设备和机床设备等场合。

附图说明

图1是本实用新型两相混合式直线步进电机的立体结构示意图。

图2是本实用新型两相混合式直线步进电机中动子的立体结构示意图。

图3是本实用新型两相混合式直线步进电机中导轨的立体结构示意图。

图4是本实用新型两相混合式直线步进电机中动子主件的剖面示意图。

图5是本实用新型两相混合式直线步进电机中铁心的齿槽和导轨的齿槽相对位置的示意图。

各附图中

1.动子         2.导轨      3.壳体       4.支架

5.引出线       6.支撑轮    7.导向轮     8.导轨齿

9.导轨槽       10.铁心     11.永磁体    12.线圈

13.第二垫片    14第一垫片  15.动子齿    16.动子槽

具体实施方式

参见附图，本实用新型两相混合式直线步进电机，包括动子1和导轨2。