一种混合步进电机
阅读说明：本技术 一种混合步进电机 (Hybrid stepping motor ) 是由 李文亮 张喜臣 吴志敢 于 2021-10-27 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种混合步进电机,包括定子冲片、转子冲片和两相绕组所述的定子冲片包括沿圆周分布的8个定子极,所述的转子冲片设有n个沿圆周均匀分布的转子齿,其中n＝2×k+1,k为整数,步距角为θ＝360°/(4×n)。与现有技术相比,本发明具有提高了电机空间的利用率等优点。(The invention relates to a hybrid stepping motor which comprises a stator punching sheet, a rotor punching sheet and two-phase windings, wherein the stator punching sheet comprises 8 stator poles distributed along the circumference, the rotor punching sheet is provided with n rotor teeth uniformly distributed along the circumference, n is 2 multiplied by k +1, k is an integer, and a step angle theta is 360 degrees/4 multiplied by n. Compared with the prior art, the motor has the advantages of improving the utilization rate of the motor space and the like.)
技术领域
本发明涉及一种电机，尤其是涉及一种混合步进电机。
背景技术
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。
目前常规步距角为1.2°的步进电机都为三相，相对两相1.8°步进电机定位精度高，但三相步进电机存在一个致命的缺点，因为三相步进电机运行时，一般是两相绕组通电，这导致电机的力矩会减小。这说明三相电机的定位精度提高的同时降低了空间的利用率。
发明内容
本发明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混合步进电机。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
根据本发明的一个方面，提供了一种混合步进电机，包括定子冲片、转子冲片和两相绕组，所述的定子冲片包括沿圆周分布的8个定子极，所述的转子冲片设有n个沿圆周均匀分布的转子齿，其中n＝2×k+1，k为整数，步距角为θ＝360°/(4×n)。
八个所述的定子极包分为四组，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。
作为优选的技术方案，所述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。
作为优选的技术方案，每一组中一个定子极上的槽中心线或齿中心线和定子极中心线重合，另一定子极的槽中心线或齿中心线和定子极中心线相差θ/2；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。
作为优选的技术方案，四组中两种定子极的前后排列顺序一致。
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，在第五定子极上反向绕制，在第六定子极上正向绕制。
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，在第七定子极上反向绕制，则在第八定子极上正向绕制。
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。
作为优选的技术方案，所述的k为37，n为75，步距角θ为1.2°。
作为优选的技术方案，每个所述的定子极设有8个定子小齿。
与现有技术相比，本发明将三相绕组结构改为两相绕组结构，步距角相同，提高了电机空间的利用率；同时通过需要调整电机的结构就可以得到新的电机方案。
附图说明
图1为本发明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；
图2为本发明的转子冲片结构示意图，其中12为转子齿、13为转子冲片；
图3为本发明专利绕组排布示意图，其中A+A-为A相，B+B-为B相；
图4为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。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，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，都应属于本发明保护的范围。
如图1所示，本发明涉及定子冲片11、转子冲片13、两相绕组A相和B相。
定子冲片11有八个定子极沿圆周均匀分布，每个定子极上有八个定子小齿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。
每一组中一个极上的槽10中心线和极中心线重合，另一极的槽10中心线和极中心线相差0.6°，如图1，第一组中第一定子极1、第二组中第三定子极3、第三组中第五定子极5和第四组中第七定子极7的各极中心线和槽中心线重合，第一组中第二定子极2、第二组中第四定子极4、第三组中第六定子极6和第四组中第八定子极8的槽中心线偏移极中心线0.6°。
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4，A+A-为A相，B+B-为B相。
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上反向绕制，在第六定子极6上正向绕制。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上反向绕制，在第八定子极8上正向绕制。
转子冲片13上均匀分布75个转子齿12。所述的定子冲片11、转子冲片13及绕组排布形成步距角为1.2°。
对比图1和图4，图4可以看出现有定子冲片14有九个极，是为了平均每相极数相等，因为轮廓为方形结构时，定子冲片的磁路不对称，因此三相1.2°步进电机9极需要制作成圆形结构。两相1.2°步进电机不受外形结构的限制，既可以制作成现在的圆形，也可制作成常规的方形轮廓，工艺加工可以选择加工方便的方形轮廓。
电机运行时，每一瞬间三相1.2°步进电机只有两相通电，九个极中有三个极不通电，电机的空间得不到充分利用，按照定子冲片11结构可以充分利用现有的空间，提高电机的性能。
总结该发明转子冲片上齿数n＝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，每个极上的齿数可以根据步距角的大小、空间大小和工艺加工的需要决定。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，每一组中一个极上槽或齿中心线和极中心线重合，另一极的槽或齿中心线和极中心线相差二分之一步距角θ/2，每一组中两种极形状的前后顺序不唯一，但四组中两种极形状的前后排布顺序一致，当和图1的顺序相同时，每组中一极的槽中心线顺时针偏移极中心线θ/2，当和图1的顺序相反时，每组中一极的槽中心线逆时针偏移极中心线θ/2。
该发明提出了转子齿数为n＝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1.2°的设计方案。
本发明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。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明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发明揭露的技术范围内，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发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
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