[发明专利]定子跟进式步进电机

说明书

定子跟进式步进电机由壳体、定子、转子、单向运动步幅装置等组成，本发明采用定子与转子迈步式步进推动原理，由定子推动转子迈进一步，随后定子再跟进一步，依次循环不断，实现转子步进转动。转子步进次数与定子极性交替变化次数相关，步幅精确。它具有能源利用率高，起动力矩大，发热少，体积小，重量轻，大功率，制造工艺简单，低碳环保和可作低速电机使用等特点。

技术领域

本发明涉及一种定子跟进式步进电机装置，属于电机技术领域，尤其是一种结构简单、高效节能、低碳环保的步进电机。

背景技术

目前，公知的市售步进电机由于步进推动原理问题，一直以来存在着体积大、重量重、耗能高、发热、小功率、工艺复杂等问题不利于产品优化升级和低碳节能。

发明内容

为了克服目前步进电机发热、体积大、能源利用率低等诸多问题，本发明提供一种定子跟进式步进电机装置，该装置采用定子与转子迈步式步进推动原理，由定子推动转子迈进一步，然后定子再紧随转子转动方向跟进一步，依次循环不断，实现转子步进旋转。

本发明主要由壳体、定子、转子、限止齿、单向顶、单向转动装置、定子锁定器组成。定子锁定器设在壳体上，对停止工作状态的定子进行锁定，或者壳体上也可以不设定子锁定器。定子通过单向运动步幅装置与壳体联接或定子通过单向转动装置与壳体联接。单向运动步幅装置由限止齿和单向顶组成。限止齿与壳体联接，单向顶与定子联接或单向顶与壳体联接，限止齿与定子联接。单向顶可在定子或壳体上作开合动作，控制定子只作单向运动。单向顶设置数量不限，沿周可以等距排列或不等距排列，单向顶可以全部进入或分批按顺序进入限止齿齿内。限止齿齿形的几何形状不限。定子受单向运动步幅装置或单向转动装置限制，只能单向转动，不能反向转动。单向运动步幅装置和单向转动装置的转动朝向可以转换。转子与定子联接或转子通过单向转动装置与壳体联接，转子受单向转动装置限制只作单向转动。定子转动方向与转子转动方向相同。转子磁极位于定子两磁极之间。转子磁极与定子磁极可以采用咬合组合结构，转子磁极进到定子相邻两磁极之间内，或者转子磁极与定子磁极也可以采用内外组合结构，转子磁极设置在定子磁极内径内，或者转子磁极与定子磁极也可以采用半包组合结构，转子磁极有二面或三面与定子磁极相对应或定子磁极有二面或三面与转子磁极相对应，或者转子与定子也可以采用面面组合结构，转子设置在左边，定子设置在右边或转子设置在右边，定子设置在左边。转子磁极极性不变，定子磁极极性交替变化或转子磁极极性交替变化，定子磁极极性不变。

采用转子磁极极性不变，定子磁极极性交替变化设计的，当开始工作时，定子锁定器首先对定子快速解锁，定子进入工作状态，此时当定子磁极极性与相邻转子磁极极性相同时，磁性排斥力将同时作用于定子和转子上。由于定子转向受单向运动步幅装置或单向转动装置限制，只能进不能退，故磁性排斥力只能作用于转子上，推动转子运动到定子下一个不同极性的磁极位置时停止。至此，转子转动了一步。随后，定子磁极极性改变，定子和转子同时受到相反磁性力的作用，由于转子受运动惯性和带负载的制约，对相反力矩的反应慢或受单向转动装置限制，转子不能反向运动。而定子却不存在转子这些制约因素，对力矩反应速度快，会迅速朝转子转动方向跟进一步，使定子又回到与转子相对应的起初位置。同时，定子也带动单向顶或限止齿在限止齿或单向顶上移动一定的距离。单向顶和限止齿不仅可以限制定子只进不能退的作用，还可以对定子每次的运动步距误差自动作调节。如此反复循环，转子便在磁性力推动下，步步向前运动，定子同样在磁性力推动下步步向前跟进。当停止工作时，定子锁定器会快速将定子锁定，制止定子的惯性运动。转子和定子都能对外输出动力。转子和定子的运动步数与定子磁极极性交替变化次数相关。如果采用转子磁极极性交替变化，定子磁极极性不变设计，其工作原理与上述相同。

本发明的有益效果是，采用定子跟进式推动转子步进的电机，由于定转子之间的磁性作用力基本转化在作功上，所以，不仅能源利用率高，起动力距大，发热少和可制造大功率步进电机，而且，电机耗材少，体积小，重量轻和可作低速电机使用等。

附图说明