專利名稱：減速式爪極型步進電機的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種步進電機，特別是一種減速式爪極型步進電機。
目前，隨著單片機在家用電器上的廣泛應用，尤其是用微電腦控制的家用燃氣熱水器中對氣閥和水閥的自動控制，需要一種價格低廉，輸出力矩大，步距角很小的步進電機來作為自動控制的執(zhí)行元件。專利號為“88219449.6”、“雙層定子永磁步進電動機”雖然結構簡單，成本低，但它主要用于與汽車儀表配套，用于家用電器有時步距角太大，轉動時振動大。公開號為“93108135.1”、“步進電動機”，由于其采用面積相異的定子磁極來增加不通電時的制動力矩，所以在增加制動力矩的同時也損失了等量的起動和運轉力矩，因此它也不能適用于各類家用電器的自動控制。
本實用新型的目的是針對現(xiàn)有技術的不足，為家用電器提供一種性能好，成本低的自動控制執(zhí)行元件之一的新穎步進電動機。
本實用新型的任務是這樣實現(xiàn)的這種減速式爪極型步進電機是由一個齒輪減速機構，一個園柱狀永磁體構成的轉子，二個由上、下定子爪極交替定位，中間設有線圈的定子A和定子B并列且相差 電氣角度沿轉子軸向方向排列，它通過定子A中的上定子，定子B中的下定子的外園周邊缺口與電機殼體的凹凸處配合來實現(xiàn)的；在定子A和在定子B上交替定位的上、下定子爪極均為長方形且面積相等；輸出軸與輸出齒輪之間采用摩擦傳動方式來傳遞力矩，它是通過輸出軸與套裝在輸出軸上的輸出齒輪、以及上下二面的上、下摩擦片動配合，以及輸出軸與貼近上、下摩擦片的片狀壓簧，墊片的靜配合來實現(xiàn)。
本實用新型由于采用等面積磁極，且有起動頻率高，輸出力矩大的特點，同時由于采用減速輪系和摩擦傳動，所以有極小的步矩角，可以準確定位，在與微機配合時，初始位置確定方便，而且不易損壞齒輪，與現(xiàn)有反應式步進電機相比，結構簡單緊湊，裝配方便，成本低廉。
以下結合附圖對本實用新型的結構和原理作進一步說明。


圖1是本實用新型的結構示意圖。
圖2是本實用新型定子爪極徑向剖面示意圖。
圖3是本實用新型定子爪極形狀及徑向分布展開圖。
圖4是電機輸出軸結構示意圖。
附圖是本實用新型的一個實施例，本實用新型不僅僅限于此實施例。
圖1中電動機轉子C由一個園柱狀永磁體15、電動機轉子軸套兼齒輪16組成。二個結構相同的定子A、定子B。定子A由下定子1(兼作電機外殼)、線圈2、線圈骨架3、上定子4所組成。定子B由下定子5、線圈骨架6、線圈7、上定子8所組成。上定子4、下定子5呈環(huán)狀。兼作電機外殼的下定子1上有下定子爪極24，上定子4上有上定子爪極23，上、下定子爪極23、24形成電動機A的N，S極。上定子8(兼作減速輪盒的下夾板)上有上定子爪極25、下定子5上有下定子爪極26、上、下定子爪極25、26形成電動機B的N，S極。爪極23、24、25、26是使各自的定子4、1、8、5的內園部份一部分彎曲成直角，形狀相同呈長方形，且面積相等(如圖3所示)處于轉子C的外周并交替排列。定子A和定子B相差 的電氣角度并列沿轉子C軸向排列(如圖2所示)。它是通過上定子4、下定子5外園周邊的缺口與定子1(即殼體)上的凹凸處配合來定位的。電機輸出軸部件D、輸出軸下軸承17、軸出軸上軸承18、轉子軸19、輪盒的上夾板兼電機蓋板20、齒輪軸21、齒輪22以及未圖示的中間齒輪傳遞給輸出齒輪的齒輪輪系構成電機整體。轉子軸19鉚壓在外殼上，齒輪軸21鉚壓在上定子8上，轉子C與軸19，齒輪22與齒輪軸21均為間隙配合。下軸承17鉚壓在上定子8上，上軸承18鉚壓在電機蓋板20上。輸出軸13與上、下軸承18、17之間可自由相對轉動，電機蓋板20、上定子8、下定子5、上定子4與外殼即下定子1之間為零對零過渡配合。電機輸出軸部件D由輸出齒輪9、片狀壓簧10、上摩擦片11、下摩擦12，電機輸出軸13，墊片14所組成。具體裝配如圖4所示。輸出軸13與片狀壓簧10、墊片14是采用軸與中心孔的靜配合，不能相對轉動。輸出軸13與輸出齒輪9、上摩擦片11、下摩擦片12為動配合，能相對轉動。輸出軸13與套在軸上的所有零件鉚壓裝配，裝配后的摩擦力矩必須小于電機最大轉矩。
使用時，當線圈2、7通電后，電動機A、B的爪極上形成磁場，磁場極性為上爪極N極對下爪極S極，或反之。當線圈按一定順序加上連續(xù)脈沖后，分別在電動機A、B的爪極上形成一個步進旋轉磁場帶動永磁轉子C轉動，轉子C的旋轉力矩為電動機A、B所產生的旋轉力矩的矢量和。由于兩矢量在任意時刻都有相同的方向(切向)，所以轉子的輸出力矩為電動機A、B所產生力矩的代數(shù)和。電動機轉子C的力矩通過減速輪系的減速，進一步減小了電機輸出軸13的步矩角，也極大地增加了輸出力矩，最后由輸出齒輪9經上、下摩擦片(11、12)傳動，帶動輸出軸13輸出力矩，當負載力矩大于摩擦力矩時，輸出軸13停止轉動，輸出齒輪9繼續(xù)轉動，與片狀壓簧10和墊片14產生相對轉動，這有利于保護齒輪和電機的角位移定位。定子A、B上爪極的對數(shù)可根據(jù)使用要求設置，增加極對數(shù)可使起動頻率提高，運轉平穩(wěn)。本實施例中的磁極對數(shù)為10對，按此實施例制作的四相減速式爪極型步進電機，額定電壓直流12V，線圈電阻40歐姆，步矩角45°/168，輸出力矩0.4牛頓·米，空載起動頻率≥150赫茲，可作為各類旋轉式閥的自動控制執(zhí)行元件。
權利要求1.一種減速式爪極型步進電機，它包括一個齒輪減速機構，一個園柱狀永磁體(15)構成的轉子C，二個由上、下定子爪極變替定位，中間設有線圈的定子A和定子B相差 的電氣角度并列沿轉子C軸向排列，其特征在于在定子A和在定子B交替定位的上、下定子爪極形狀相同呈長方形且面積相等。
2.根據(jù)權利要求1所述的減速式爪極型步進電機，其特征在于所述定子A和定子B相差 的電氣角度沿轉子軸并列，是由定子A中的上定子(4)，定子B中的下定子(5)的外園周邊缺口與電機殼體即定子(1)上的凹凸處配合。
3.根據(jù)權利要求1所述的減速式爪極型步進電機，其特征在于所述的齒輪減速機構中的輸出軸(13)上的輸出齒輪(9)，其上、下二面分別裝有上、下摩擦片(11、12)，輸出軸(13)與輸出齒輪(9)、上、下摩擦片(11、12)為動配合，輸出軸(13)與貼近上、下摩擦片(11、12)的片狀壓簧(10)、墊片(14)為靜配合，輸出軸(13)與輸出齒輪(9)之間采用摩擦傳動方式來傳遞力矩。
專利摘要一種減速式爪極型步進電機，它包括一個齒輪減速機構，一個由環(huán)狀永磁體構成的轉子，二個由上、下定子爪極交替定位，中間設有線圈的定子A和定子B按相差π/2的電氣角度沿轉子軸向方向并列排列，組成定子A和定子B的上下定子爪極均為長方形且面積相等。該步進電機起動頻率高，工作力矩大，有極小的步矩角，可準確定位，與微機配合時，初始位置確定方便，而且結構簡單，裝配方便，成本低廉，可作為各類旋轉式閥的自動控制執(zhí)行元件。
文檔編號H02K37/12GK2245827SQ9522649
公開日1997年1月22日 申請日期1995年11月15日 優(yōu)先權日1995年11月15日
發(fā)明者朱菁青 申請人:朱菁青