[发明专利]使用两根动力线的单棘爪正反转步进电动机

说明书

所属技术领域本发明涉及用于一种步进电动机，尤其是一种使用两根动力线的单棘爪正反转步进电动机。

背景技术目前，可以实现正反转运行的步进电动机有两相、三相、五相等不同形式，根据相数不同，各相线圈的通电断电组合不同，又分为不同的运行拍数，不同的通电顺序，将改变步进电动机的运转方向，从而实现步进电动机的正转运行、保持和反转运行，动力线一般为四根及四根以上，对于太阳能光伏电站这样的应用场合，多个太阳能电池板的仰角控制和方位角控制是相同的，运动控制的精密性要求不高，需要有更简单的步进电动机，定位和运动方式更简单，动力线要更少，对于电能输送，电流要形成闭环，至少需要两根动力线才行，如果考虑到太阳能电池板的框架为金属制造，金属框架为一个公用极，则使用一根动力线即可完成电能输送，同时并能完成正转、保持和反转功能，目前，尚缺少这样的只使用两根动力线就可以实现正反转的步进电动机。

发明内容为了减少步进电动机动力线的根数，同时还能实现步进电动机的正转、保持和反转功能，本发明提供一种使用两根动力线的单棘爪正反转步进电动机。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种使用两根动力线的单棘爪正反转步进电动机，包括一个动力电磁铁、一根摇杆、一个定向电磁元件、一个棘爪、一个棘轮和一个传动机构，棘爪为楔形，定向电磁元件的通电与断电使棘爪顺时针与反时针旋转90°或180°，动力电磁铁提供棘轮的旋转力矩，两根动力线通正向直流电一定时间，然后电压为零，在定向电磁元件和棘爪的限制下，棘轮向一个方向旋转一定角度，两根动力线通反向直流电一定时间，然后电压为零，在定向电磁元件和棘爪的限制下，棘轮向反方向旋转一定角度，定向电磁元件可以是一个空心线圈。

传动机构使用齿轮和齿条时，棘爪的一端有齿轮，齿轮与齿条相啮合，棘爪有连杆和弹簧，连杆连接齿轮，弹簧保持棘爪与棘轮的齿接触，齿条为非导磁材料，齿条的一端带有永久磁铁，定向电磁元件的线圈一个方向接通电源时，永久磁铁与定向电磁元件的线圈产生磁场的极性相同，永久磁铁受到排斥力，朝远离定向电磁元件的方向运动，带有永久磁铁的齿条带动齿轮转动90°或180°，定向电磁元件的线圈另一个方向接通电源时，永久磁铁与定向电磁元件的线圈产生磁场的极性相反，永久磁铁受到吸引力，朝接近定向电磁元件的方向运动，带有永久磁铁的齿条带动齿轮反方向转动90°或180°，定向电磁元件的线圈不通电或电压为零时，永久磁铁不动，保持在原位，动力电磁铁的线圈和定向电磁元件的线圈并联或串联，只有两根动力线外接，第一根动力线和第二根动力线，动力电磁铁的运动衔铁与摇杆连接，动力电磁铁为弹簧复位电磁铁，第一根动力线接直流电源的正，第二根动力线接直流电源的负，动力电磁铁和定向电磁元件通电，齿条向一个方向运动，齿轮带动棘爪的直立面对准棘轮的一侧的齿，运动衔铁拉动摇杆，摇杆上的棘爪拨动棘轮，棘轮顺时针方向旋转一个齿或几个齿的距离，直流电源的输出电压为零时，运动衔铁在弹簧的作用下复位，棘爪的斜面被棘轮的齿顶起，摇杆向逆时针方向旋转，回到原来的位置，棘轮不动重复上述过程，则棘轮做顺时针步进运动，第一根动力线接直流电源的负，第二根动力线接直流电源的正，动力电磁铁和定向电磁元件通电，齿条向另一个方向运动，齿轮带动棘爪的直立面对准棘轮另一侧的齿，运动衔铁拉动摇杆，棘爪的斜面被棘轮的齿顶起，摇杆顺时针方向旋转一个齿或几个齿的距离，棘轮不动，直流电源的输出电压为零时，运动衔铁在弹簧的作用下复位，摇杆向逆时针方向旋转，摇杆上棘爪的直立面拨动棘轮，棘轮逆时针方向旋转一个齿或几个齿的距离，重复上述过程，则棘轮做逆时针步进运动，棘爪采用1/8球体外形时，棘爪有三个直立面和三个圆弧线，使用其中两个直立面和两个圆弧线，齿轮转动90°就可以实现棘爪的直立面改变方向。