两相八极混合步进电机的制作方法

1.本实用新型涉及一种混合步进电机，尤其是涉及一种两相八极混合步进电机。


背景技术：

2.目前步进电机广泛的应用纺织设备，打印机，安防设备及数控加工设备等运动控制设备，工厂的自动化程度越来越高，步进电机的应用场合越来越广泛。
3.目前的常规两相混合步进电机的步距角为1.8
°
或0.9
°
，常规的步进电机无法满足一些场合的应用，如纺织设备为了增加产量，需要设备的动作速度加快，这时原有机座号的电机在不改变结构尺寸的情况下很难满足设备的提速要求。
4.目前步距角为0.9
°
的电机定子极需要4种结构且空间利用率不高，电机的出力不高。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种两相八极混合步进电机。
6.本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：
7.根据本实用新型的一个方面，提供了一种两相八极混合步进电机，包括定子冲片、两相绕组和转子冲片，所述的定子冲片设有沿圆周方向分布的八个定子极，所述的转子冲片设有沿圆周均匀分布n个转子齿，其中n＝4
×
(2
×
k 1)，k为整数，步距角为θ＝360
°
/(4
×
n)。
8.作为优选的技术方案，八个所述的定子极分为四组，第一定子极和第二定子极为第一组，第三定子极和第四定子极为第二组，第五定子极和第六定子极为第三组，第七定子极和第八定子极为第四组，每极不重复分组，四组沿圆周均匀分布。
9.作为优选的技术方案，所述的四组定子极共分为两相，第一组为a相，第二组为b相，第三组为a相，第四组为b相，每一相上绕一组串联的绕组。
10.作为优选的技术方案，所述的a相的每个定子极上的槽中心线或齿中心线和定子极的中心线重合，其中定子极上的定子小齿数为偶数时采用槽中心线，定子极上的定子小齿数为奇数时采用齿中心线。
11.作为优选的技术方案，所述的b相的每个定子极上的槽中心线或齿中心线和定子极的中心线相差一个步距角θ，其中定子极上的定子小齿数为偶数时采用槽中心线，定子极上的定子小齿数为奇数时采用齿中心线。
12.作为优选的技术方案，在a相绕组中若在第一定子极上的绕制方向为正，则在第二定子极上反向绕制，在第五定子极上正向绕制，在第六定子极上反向绕制。
13.作为优选的技术方案，在b相绕组中若在第三定子极上的绕制方向为正，则在第四定子极上反向绕制，在第七定子极上正向绕制，在第八定子极上反向绕制。
14.作为优选的技术方案，所述的定子冲片、转子冲片和两相绕组排布形成步距角。
15.作为优选的技术方案，所述的k为4，n为9，步距角θ为2.5
°
；每个所述的定子极上设有四个定子小齿。
16.作为优选的技术方案，所述的k为12，n为100，步距角θ为0.9
°
；每个所述的定子极上设有11个定子小齿。
17.与现有技术相比，本实用新型在相同齿数的空间下可以提高空间的利用率，由原来的四种齿形变为现在的两种齿形结构，结构更简单。
附图说明
18.图1是本实用新型实施例1的定子冲片结构示意图，其中1为第一定子极、2为第二定子极、3为第三定子极、4为第四定子极、5为第五定子极、6为第六定子极、7为第七定子极、8为第八定子极、9为定子小齿、10为槽、11为定子冲片；
19.图2为本实用新型实施例1的转子冲片结构示意图，其中12为转子冲片、13为转子齿；
20.图3为本实用新型实施例1专利绕组排布示意图，其中a a-为a相，b b-为b相；
21.图4为实施例1目前设计方案的定子冲片结构示意图，其中14为现有定子冲片。
22.图5为本实用新型实施例2的定子冲片结构示意图；
23.图6为实施例2目前设计方案的定子冲片结构示意图。
具体实施方式
24.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本实用新型保护的范围。
25.实施例1
26.如图1所示，本实用新型涉及定子冲片11、转子冲片12、两相绕组a a-和b b-。
27.定子冲片11有八个定子极沿圆周均匀分布，每个定子极上有四个定子小齿9，这八个极划分为四组，第一定子极1和第二定子极2为第一组，第三定子极3和第四定子极4为第二组，第五定子极5和第六定子极6为第三组，第七定子极7和第八定子极8为第四组，四组沿圆周均匀分布。
28.四组共分为两相，第一组为a相，第二组为b相，第三组为a相，第四组为b相，每一相上绕一组串联的绕组，如图3，a 和a-为a相，b 和b-为b相。
29.a相绕组中若在第一定子极1上的绕制方向为正，则在第二定子极2上反向绕制，在第五定子极5上正向绕制，在第六定子极6上反向绕制。同理，b相绕组中若在第三定子极3上的绕制方向为正，则在第四定子极4上反向绕制，在第七定子极7上正向绕制，在第八定子极8上反向绕制。
30.a相的4个极(第一定子极1、第二定子极2、第五定子极5和第六定子极6)上的各槽10中心线和各极的中心线重合，b相的4个极(第三定子极3、第四定子极4、第七定子极7和第八定子极8)上的各槽10中心线和极中心线相差2.5
°
，如图1所示。
31.转子冲片12上均匀分布36个转子齿13。所述的定子冲片11、转子冲片12及绕组排
布形成步距角为2.5
°
。
32.对比图1和图4，按照新实用新型的冲片结构可以充分利用现有的空间，提高电机的性能，如果用现有的设计方法设计冲片结构如图4，定子极上有四个定子小齿9时冲片结构将不合理，供电机绕线的槽口过小，只能设计为每个极上三个齿的结构，电机的空间得不到充分利用。
33.对比图1的定子冲片11和图4现有定子冲片14，本实用新型在定子极上相同齿数的情况下，由原来的四种齿形排布结构变为现在的两种齿形排布结构，结构更简单。
34.总结该实用新型转子冲片上齿数n＝4
×
(2
×
k 1)，其中k为整数，步距角为θ＝360
°
/(4
×
n)，当k取不同值时得到不同的n，这时定子冲片可设计为8极，这8个极划分为四组，相邻的两个极为一组，四组沿圆周均匀分布，四组共分为两相，第一组为a相，第二组为b相，第三组为a相，第四组为b相，每一相上绕一组串联的绕组，其中划分为一相的4个极上的各槽或齿中心线和各极的中心线重合，另一相的4个极上的各槽或齿中心线和极中心线相差一个步距角θ。该实用新型提出了转子齿数为n＝4
×
(2
×
k 1)，其中k为整数的设计理论。该理论可以为应用于满足转子齿数的所有方案，不限于步距角为2.5
°
的设计方案。
35.本实用新型这种混合步进电机理论的扩充了现有步进电机的设计方法，可以帮助电机设计者根据客户的需求调整定转子齿的分布以满足客户的使用。
36.实施例2
37.目前0.9
°
的步进电机转子齿数是n＝100，电机满足转子冲片上齿数n＝4
×
(2
×
k 1)条件，以42.2mm电机为例，如图5定子冲片11和图6定子冲片14对比，图5给出定子极上为11齿的结构，第一定子极1和第二定子极2为第一组，第三定子极3和第四定子极4为第二组，第五定子极5和第六定子极6为第三组，第七定子极7和第八定子极8为第四组，四组沿圆周均匀分布，第一组为a相，第二组为b相，第三组为a相，第四组为b相，每一相上绕一组串联的绕组，绕组结构如图3，其中a相的第一定子极1、第二定子极2、第五定子极5、第六定子极6上的极齿中心线和极的中心线重合，另一相第三定子极3、第四定子极4、第七定子极7、第八定子极8极上的齿中心线和极中心线相差一个步距角0.9
°
。
38.针对两种定子结构的电机保证其他参数一致，只是定子极上小齿数和定子极分相不同的情况下制作样机进行对比测试，新设计的图5定子冲片11结构电机比现有图6定子冲片14结构电机保持力矩提高12％。该理论可以使用于0.9
°
其他尺寸结构的电机，不限于42.2mm电机和定子极上11齿结构的电机，可根据尺寸设计其他步距角为0.9
°
电机定子极齿数。
39.以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。