本發(fā)明涉及一種兩相電勵磁步進電機，屬于特種電機技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

電機是現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展中不可缺少的一大要素，在現(xiàn)代經(jīng)濟建設(shè)中扮演著重要的角色。電機在控制領(lǐng)域和動力應(yīng)用方面越來越廣泛，隨著控制電機重要性的增加，控制電機的使用量也與日俱增。步進電機作為電機中的重要一員是一種實時控制電機，其在無反饋的條件下能進行精確的定位和速度控制，有良好的開環(huán)控制性能，在控制電機中有很大的優(yōu)勢，其應(yīng)用也越來越廣泛。

在上世紀七十年代，我國就已經(jīng)開始研發(fā)的是磁阻式步進電機。磁阻式步進電機具有堅固耐用、價格低廉并且驅(qū)動技術(shù)成熟，但由于當時磁阻類電機自身性能的限制使得磁阻式步進電機存在效率低、振動大等缺陷。隨著電勵磁雙凸極電機的發(fā)展，磁阻式步進電機再次受到關(guān)注。

在目前公開的技術(shù)中，已有的相關(guān)發(fā)明主要有專利號為: 200510055101.X的授權(quán)發(fā)明專利：步進電機、透鏡單元及步進電機的制造方法，該發(fā)明能夠提供一種旋轉(zhuǎn)軸在永磁鐵的軸向兩側(cè)由軸承支承、在形成A相的第1定子組和形成B相的第2定子組相對于轉(zhuǎn)子在圓周方向配置的步進電機中，能在不受零件精度影響的情況下確保軸承之間的同心度的步進電機。申請?zhí)枮椋篊N201110195786.3的發(fā)明專利申請：一種混合型步進電機，該發(fā)明的混合型步進電機振動和噪聲較小，電機的性能得到了提高。

另外，磁阻式步進電機的發(fā)明專利主要有專利號為：201210199916.5的發(fā)明專利：直線旋轉(zhuǎn)磁阻步進電機轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，該發(fā)明是一種新型的圓筒型直線旋轉(zhuǎn)磁阻步進電機轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，這種轉(zhuǎn)子適用于直線旋轉(zhuǎn)磁阻步進電機，可以提高直線旋轉(zhuǎn)磁阻步進電機的直線推力和旋轉(zhuǎn)力矩，電機動態(tài)性能等。

本申請的技術(shù)與現(xiàn)有技術(shù)的不同主要體現(xiàn)在電機結(jié)構(gòu)方面。本申請的技術(shù)具有新型的定轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)和超出已公開常理技術(shù)的特殊定轉(zhuǎn)子匹配參數(shù)，其極弧系數(shù)和偏角的組合也與傳統(tǒng)電機有著本質(zhì)的區(qū)別。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

所要解決的技術(shù)問題：提供一種設(shè)計合理、便于實施的一種兩相電勵磁步進電機。

為了實現(xiàn)以上功能，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是：

一種兩相電勵磁步進電機，包括定子鐵心、轉(zhuǎn)子鐵心、勵磁繞組、電樞繞組、定子隔離塊和軸，其特征在于：

固定在軸上的轉(zhuǎn)子鐵心上有8個均布的轉(zhuǎn)子極，轉(zhuǎn)子極的極弧機械角為22.5度；

定子鐵心由兩個扇形的子鐵心組成，每個子鐵心的扇形邊緣有兩個電樞定子極，所述電樞定子極的極弧機械角為22.5度；

每個子鐵心的圓弧中心線處有一個勵磁定子極，勵磁定子極的極弧機械角為45度，所述勵磁定子極上繞有勵磁繞組，兩個子鐵心的勵磁繞組繞向相反；

每個電樞定子極上繞有電樞繞組，所有的四個電樞繞組的繞向相同；

兩個子鐵心固定在所述步進電機外殼的內(nèi)側(cè)，并利用定子隔離塊定位；定子隔離塊不導(dǎo)磁，所述電機外殼也不導(dǎo)磁；

子鐵心上勵磁定子極和電樞定子極之間有繞組槽，所述繞組槽的槽口機械角為22.5度；

所述步進電機的步進角為22.5度。

如上所述一種兩相電勵磁步進電機，其特征在于：沿圓周方向上的電樞繞組依次分為A相、B相、B相和A相，共兩相電樞繞組。

本發(fā)明的有益效果是：

1電機采用特定的極弧系數(shù)和偏角與電機定轉(zhuǎn)子極數(shù)配合使電機繞組在特性上互補，并且高效、穩(wěn)定工作；

2定子上有集中繞組，容易冷卻，效率高，調(diào)速性能好；

3轉(zhuǎn)子無勵磁繞組，工作可靠；

4總的磁鏈較短，定子鐵心磁阻小，鐵耗少；

5繞組皆為集中式繞組，內(nèi)阻小，效率高；

6根據(jù)勵磁繞組的工作模式不同，電機具有電勵磁雙凸極和開關(guān)磁阻兩種工作模式。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。

圖1是本發(fā)明一種兩相電勵磁步進電機橫向剖視結(jié)構(gòu)示意圖。其中，1、定子隔離塊，2、定子鐵心，3、A相電樞繞組，4、勵磁繞組，5、軸，6、轉(zhuǎn)子鐵心，7、B相電樞繞組。

圖2是本發(fā)明一種兩相電勵磁步進電機互補原理示意圖。其中，E_N代表第1個A相繞組磁鏈變化率，E_S代表第2個A相繞組磁鏈變化率。

圖3是本發(fā)明一種兩相電勵磁步進電機極弧示意圖。

圖4是本發(fā)明一種兩相電勵磁步進電機繞組嵌線圖。其中，A、B和F分別代表A相電樞繞組、B相電樞繞組和勵磁繞組。

圖5是本發(fā)明一種兩相電勵磁步進電機繞組A相兩個繞組磁鏈圖。

具體實施方式

本發(fā)明提供一種兩相電勵磁步進電機，為使本發(fā)明的技術(shù)方案及效果更加清楚、明確，以及參照附圖并舉實例對本發(fā)明進一步詳細說明。應(yīng)當理解，此處所描述的具體實施僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

如圖1所示一種兩相電勵磁步進電機橫向剖視結(jié)構(gòu)示意圖，該電機由定子鐵心(2)、轉(zhuǎn)子鐵心(6)、勵磁繞組(4)、電樞繞組(3)、定子隔離塊(1)和軸(5)組成。固定在軸(5)上的轉(zhuǎn)子鐵心(6)上有8個均布的轉(zhuǎn)子極。定子鐵心(2)由兩個扇形的子鐵心組成，兩個子鐵心固定在步進電機外殼的內(nèi)側(cè)，并利用定子隔離塊(1)定位，定子隔離塊(1)和外殼都不導(dǎo)磁。每個子鐵心的扇形邊緣有兩個電樞定子極；每個子鐵心的圓弧中心線處有一個勵磁定子極。勵磁定子極上繞有勵磁繞組(4)，兩個子鐵心的勵磁繞組(4)繞向相反；每個電樞定子極上繞有電樞繞組(3)，所有的四個電樞繞組(3)的繞向相同。

如圖2所示一種兩相電勵磁步進電機是以A相繞組為例來解釋本發(fā)明電機的互補原理。由于兩個A相定子極對應(yīng)的轉(zhuǎn)子位置錯開了一定的角度，因此當轉(zhuǎn)子極剛剛靠近第1個A相繞組所在的定子極時，其磁鏈變化率E_N大；而此時另一個轉(zhuǎn)子極與第2個A相繞組所在的定子極時幾乎完全嚙合，其磁鏈變化率E_S小。由于兩個A相定子極上的繞組為同一相繞組，該相繞組總的磁鏈變化率E_合等于第1個A相繞組磁鏈變化率與第2個A相繞組磁鏈變化率之差，因此總的磁鏈變化率基本不變。也就是兩個A相繞組在特性上是互補的。

圖3是本發(fā)明一種兩相電勵磁步進電機的極弧示意圖。如圖所示，電機轉(zhuǎn)子鐵心上有8個均布的轉(zhuǎn)子極，轉(zhuǎn)子極的極弧機械角為22.5度。定子鐵心由兩個扇形的子鐵心組成，每個子鐵心的扇形邊緣有兩個電樞定子極，電樞定子極的極弧機械角為22.5度；每個子鐵心的圓弧中心線處有一個勵磁定子極，勵磁定子極的極弧機械角為45度。在子鐵心上勵磁定子極和電樞定子極之間有繞組槽，所述繞組槽的槽口機械角為22.5度。

圖4是本發(fā)明一種兩相電勵磁步進電機繞組嵌線圖。如圖所示，步進電機共有六個定子極，每個定子極上都繞有繞組，依次為A相電樞繞組、勵磁繞組、B相電樞繞組、B相電樞繞組、勵磁繞組和A相電樞繞組。其中位于四個電樞定子極上的A相電樞繞組和B相電樞繞組繞向都相同，位于兩個勵磁定子極上的勵磁繞組繞向則相反。

圖5是本發(fā)明一種兩相電勵磁步進電機繞組A相兩個繞組磁鏈圖。A相第一個繞組磁鏈增加時，A相第二個繞組磁鏈減小。給磁鏈增加的A相第一個繞組通以正向電流則可以輸出正的轉(zhuǎn)矩； A相第二個繞組與A相第一個繞組反向串聯(lián)，此時給A相第一個繞組通以負向電流，也可以輸出正的轉(zhuǎn)矩。

下面對本發(fā)明提出的一種兩相電勵磁步進電機進行工作原理的說明。

勵磁繞組通電產(chǎn)生勵磁磁鏈，在一個電周期內(nèi)，兩相繞組自感磁鏈和兩相繞組與勵磁繞組間互感磁鏈，總是處在一相上升，一相下降；當相繞組自感與勵磁繞組間互感磁鏈增大時繞組中通入正電流，互感磁鏈減小時繞組中通入負電流，在整個周期內(nèi)轉(zhuǎn)子上均產(chǎn)生正轉(zhuǎn)矩。

若以圖1中所示位置為起點，給A相繞組通正向電流，B相繞組通反向電流，那么電機轉(zhuǎn)子就按逆時針轉(zhuǎn)動。

可以理解的是，對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，可以根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案及其發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變，而所有這些改變或替換都應(yīng)屬于本發(fā)明所附的權(quán)利要求的保護范圍。