[go: up one dir, main page]

CN107809158A - 步进马达 - Google Patents

步进马达 Download PDF

Info

Publication number
CN107809158A
CN107809158A CN201710766217.7A CN201710766217A CN107809158A CN 107809158 A CN107809158 A CN 107809158A CN 201710766217 A CN201710766217 A CN 201710766217A CN 107809158 A CN107809158 A CN 107809158A
Authority
CN
China
Prior art keywords
phase
stator
pole
rotor
poles
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201710766217.7A
Other languages
English (en)
Inventor
前田大辅
坂本贵则
山田耕生
江村惠渡
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsumi Electric Co Ltd
Original Assignee
Mitsumi Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsumi Electric Co Ltd filed Critical Mitsumi Electric Co Ltd
Publication of CN107809158A publication Critical patent/CN107809158A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K37/00Motors with rotor rotating step by step and without interrupter or commutator driven by the rotor, e.g. stepping motors
    • H02K37/10Motors with rotor rotating step by step and without interrupter or commutator driven by the rotor, e.g. stepping motors of permanent magnet type
    • H02K37/12Motors with rotor rotating step by step and without interrupter or commutator driven by the rotor, e.g. stepping motors of permanent magnet type with stationary armatures and rotating magnets
    • H02K37/14Motors with rotor rotating step by step and without interrupter or commutator driven by the rotor, e.g. stepping motors of permanent magnet type with stationary armatures and rotating magnets with magnets rotating within the armatures
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/12Stationary parts of the magnetic circuit
    • H02K1/14Stator cores with salient poles
    • H02K1/146Stator cores with salient poles consisting of a generally annular yoke with salient poles
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/12Stationary parts of the magnetic circuit
    • H02K1/16Stator cores with slots for windings
    • H02K1/165Shape, form or location of the slots
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/22Rotating parts of the magnetic circuit
    • H02K1/27Rotor cores with permanent magnets
    • H02K1/2706Inner rotors
    • H02K1/272Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis
    • H02K1/2726Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis the rotor consisting of a single magnet or two or more axially juxtaposed single magnets
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/22Rotating parts of the magnetic circuit
    • H02K1/27Rotor cores with permanent magnets
    • H02K1/2706Inner rotors
    • H02K1/272Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis
    • H02K1/274Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis the rotor consisting of two or more circumferentially positioned magnets
    • H02K1/2753Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis the rotor consisting of two or more circumferentially positioned magnets the rotor consisting of magnets or groups of magnets arranged with alternating polarity
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K3/00Details of windings
    • H02K3/04Windings characterised by the conductor shape, form or construction, e.g. with bar conductors
    • H02K3/12Windings characterised by the conductor shape, form or construction, e.g. with bar conductors arranged in slots
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K3/00Details of windings
    • H02K3/04Windings characterised by the conductor shape, form or construction, e.g. with bar conductors
    • H02K3/28Layout of windings or of connections between windings
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K5/00Casings; Enclosures; Supports
    • H02K5/04Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K5/00Casings; Enclosures; Supports
    • H02K5/04Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof
    • H02K5/16Means for supporting bearings, e.g. insulating supports or means for fitting bearings in the bearing-shields
    • H02K5/161Means for supporting bearings, e.g. insulating supports or means for fitting bearings in the bearing-shields radially supporting the rotary shaft at both ends of the rotor
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K2213/00Specific aspects, not otherwise provided for and not covered by codes H02K2201/00 - H02K2211/00
    • H02K2213/03Machines characterised by numerical values, ranges, mathematical expressions or similar information

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)
  • Control Of Stepping Motors (AREA)
  • Permanent Magnet Type Synchronous Machine (AREA)
  • Windings For Motors And Generators (AREA)

Abstract

本发明提供一种二相PM型步进马达,其静音效果好。二相PM型步进马达具备转子和从周围包围转子的定子。转子由在圆周方向上N极和S极交替地在与6的倍数相等的P个极上着磁的转子磁电机和安装于转子磁电机的中心的旋转轴构成。定子具备具有与8的倍数相等的M个突极的定子磁轭和卷绕在M个突极上的定子线圈,M个突极在圆周方向上以等角度间隔配置,且具有与上述转子对置的极齿。定子线圈由第一相的定子线圈和第二相的定子线圈构成。M个突极分为在圆周方向上每隔一个选择的、第一组的M/2个突极和第二组的M/2个突极。

Description

步进马达
技术领域
本发明涉及步进马达,尤其涉及作为激光打印机、复印机等的送纸机构的驱动源使用的步进马达。
背景技术
在激光打印机、复印机中,为了一张一张以预定的速度(间距)搬运用纸,具备送纸机构。作为这种送纸机构的驱动源,已知使用步进马达的驱动源。
步进马达作为其种类已知可变磁阻(VR型)、永久磁铁(PM)型以及混合(HB)这三种基本型。本发明涉及永久磁铁(PM)型步进马达。
另外,作为PM型步进马达,已知凸极式二相PM型步进马达(例如参照专利文献1)。以下,关于步距角为7.5°的情况下的凸极式二相PM型步进马达(以下称为“关联技术的二相PM型步进马达”)进行说明。
关联技术的二相PM型步进马达具备转子和从周围包围转子的定子。
转子由在与旋转轴平行的直线上交替地排列的S极和N极磁化。换言之,转子由在圆周方向以24极着磁的永久磁铁(转子磁电机)和安装于该转子磁电机的中心的旋转轴构成。
另一方面,定子组合两组卷绕为环状的线圈和由板金加工形成的齿。铁板的爪型的部分被称为凸极或感应件。夹着线圈的爪以上下互相啮合的方式组合。换言之,各组以每隔15°交替地配置两片每隔30°配置的凸极状的磁轭(定子磁轭)的方式组合,在该凸极的外周配置环状线圈。使这两组在圆周方向上错开7.5°并沿轴向(推力方向)重叠两层而成为二相。二相被称为A相、B相。因此,定子由在轴向(推力方向)排列的A组定子和B组定子构成。
在这种结构的关联技术的二相PM型步进马达中,通过切换在具有二相的各个环状线圈中流动的电流的方向,切换在凸极上产生的磁场的磁极。与该产生的磁极相应地引起永久磁铁(转子磁电机)的磁极,具有7.5°的分辨率而使转子进行步进旋转(间歇的旋转)。
另一方面,不是步进马达,但作为与本发明相关的现有技术,还已知内转子型马达(例如参照专利文献2)。该内转子型马达具备转子和配置于该转子的外侧的定子。转子具备固定在轴上的套筒和固定在该套筒的外周的转子磁电机。转子磁电机以在圆周方向上NSNS极性反转的方式实施四极的着磁。定子具备供给具有与转子对置的极齿的多个突极的定子磁轭和卷绕在多个突极上的定子线圈。定子线圈具有在轴向上层叠多张打孔了的钢板的结构。定子磁轭形成有大致圆环状的后磁轭、从该后磁轭向内侧突出的六个磁极,在各突极的前端具备极齿。定子线圈在六个突极上按照顺时针、逆时针、顺时针……的顺序卷绕。
现有技术文献
专利文献1:特许第3289687号公报
专利文献2:特许第5580159号公报
在上述的专利文献1及2中具有下述的问题。
在专利文献1所公开的步进马达中,如上所述,为A相定子和B相定子在推力方向上重合两层的二相结构。并且,如上所述,在专利文献1所公开的步进马达中,通过切换A相、B相使转子旋转,因此,由于二相的磁场的强度的差,产生推力方向的振动(声音)。
另外,在专利文献1所公开那样的、相关技术的二相PM型步进马达中,作为用于定子磁轭的磁性材料,普遍使用镀锌钢板、硅钢板、不锈钢板。产生的磁场依赖于所选择的材料的性能、凸极的面积以及厚度。因此,若马达大且流过某程度的电流,则定子磁轭磁性饱和。其结果,在相关技术的二相PM型步进马达中,无法产生更大的转矩。
另外,在专利文献1所公开的步进马达中,还具备覆盖定子的壳体。但是,定子为在定子磁轭上卷绕环状的线圈的结构,因此,壳体与定子磁轭直接接触的面积窄。因此,无法有效地将在步进马达中产生的热量向外部散热。
另外,专利文献2所公开的内转子型马达不是步进马达,因此无法进行步进动作。
发明内容
因此,本发明的目的在于提供静音效果好的二相PM型步进马达。
本发明的其他目的在于提供能产生较大的转矩的二相PM型步进马达。
本发明的又一目的在于提供散热效果好的二相PM型步进马达。
本发明的另一目的随着说明的进行而明确。
本发明的示例的方案的二相PM型步进马达10A具备转子50和从周围包围转子的定子70。转子50由在圆周方向上N极和S极交替地在与6的倍数相等的P个极上着磁的转子磁电机54和安装于转子磁电机的中心的旋转轴52构成。定子70具备:定子磁轭72,其具有与8的倍数相等的M个突极724,该突极在圆周方向上以等角度间隔配置,且具有与转子对置的极齿726;以及卷绕在M个突极上的定子线圈74。根据本发明的示例的方案,定子线圈74由第一相的定子线圈74A和第二相的定子线圈74B构成。M个突极724分为在圆周方向上每隔一个选择的、第一组的M/2个突极724A和第二组的M/2个突极724B。第一相的定子线圈74A相对于第一组的M/2个突极724A,在各自的外周配置为环状,在圆周方向上对每一个改变卷绕方向来卷绕。第二相的定子线圈74B相对于第二组的M/2个突极724B,在各自的外周配置为环状,在圆周方向上对每一个改变卷绕方向来卷绕。
在上述二相PM型步进马达10A中,在上述二相PM型步进马达的步距角例如为7.5°时,P与24相等,M与16相等。定子磁轭72优选具有在轴向上层叠了多种打孔了的钢板的结构。定子磁轭72具备大致圆环状的后磁轭722和从后磁轭向内侧突出的M个突极724,在各突极的前端具备极齿726。还期望具备以与定子磁轭72的外周面接触的方式覆盖定子70的壳体80。
另外,上述参照符号是为了容易地理解本发明而标注的,只不过是一个例子,本发明当然未限定于此。
本发明的效果如下。
在本发明中,能提供静音效果好的二相PM型步进马达。
附图说明
图1是相关技术的二相PM型步进马达的分解立体图。
图2是图1所示的二相PM型步进马达的纵剖视图。
图3是本发明的实施方式的二相PM型步进马达的分解立体图。
图4是图3所示的二相PM型步进马达的纵剖视图。
图5是表示在图3所示的二相PM型步进马达中,省略了定子线圈的状态的横剖视图。
图6A是用于说明图3所示的二相PM型步进马达的动作的概略横剖视图,是表示转子从初期状态顺时针以7.5°旋转并停止的状态的图。
图6B是用于说明图3所示的二相PM型步进马达的动作的概略横剖视图,是表示转子从初期状态顺时针以15°旋转并停止的状态的图。
图6C是用于说明图3所示的二相PM型步进马达的动作的概略横剖视图,是表示转子从初期状态顺时针以22.5°旋转并停止的状态的图。
图6D是用于说明图3所示的二相PM型步进马达的动作的概略横剖视图,是表示转子从初期状态顺时针以30°旋转并停止的状态的图。
图中:10A—二相PM型步进马达,30—托架,30a—第二轴承部,50—转子,52—旋转轴,54—转子磁电机,60A—电路基板,65A—连接器,70—定子,72—定子磁轭(定子铁芯),722—后磁轭,724—突极,724A—第一组的突极(A相用突极),724B—第二组的突极(B相用突极),726—极齿,74—定子线圈,74A—第一相的定子线圈(A相定子线圈),74B—第二相的定子线圈(B相定子线圈),80—壳体,82—上侧壳体,84—下侧壳体,84a—第一轴承部,MA—马达的旋转轴,X—前后方向(进深方向),Y—左右方向(宽度方向),Z—上下方向(高度方向:轴向)。
具体实施方式
为了容易地理解本发明,首先参照附图对本发明的关联技术进行说明。以下说明的关联技术与上述专利文献1所公开的步进马达(凸极式二相PM型步进马达)实质上相同。但是,关联技术与专利文献1所公开的技术并不完全相同,在稍微修改了的基础上,更加详细。
图1及图2是表示关联技术的二相PM型步进马达10的图。图1是二相PM型步进马达10的分解立体图,图2是二相PM型步进马达10的纵剖视图。
在此,使用图1及图2所示那样的正交坐标系(X、Y、Z)。在图1及图2所示的状态下,在正交坐标系(X、Y、Z)中,Z方向是马达10的旋转轴MA延伸的上下方向(高度方向:轴向),X方向是相对于马达10的旋转轴MA的方向(Z方向)正交的前后方向(进深方向),Y方向是与Z方向及X方向正交的左右方向(宽度方向)。
另外,在说明书中为了说明方向而使用的“上、下、前、后、左、右”为为了说明上的方便的图中的方向,实际使用关联技术的二相PM型步进马达10时使用的上、下、前、后、左、右方向未必一致。
图示的二相PM型步进马达10具有相对于马达10的旋转轴MA实质上旋转对称的形状。另外,在本例中,二相PM型步进马达10的步距角为7.5°。
二相PM型步进马达10具备壳体20、托架30、定子40以及转子50。
壳体20呈一端(上端)敞开了的中空圆筒状。托架30封闭壳体20的敞开端(上端)。定子40沿壳体20的内周面设置。转子50由分别设于壳体20及托架30的第一及第二轴承部20a、30a能旋转地支撑。
壳体20由金属材料构成,并且,在其关闭的端面(下端面)的中心附近具备第一轴承部20a。托架30同样由金属材料构成,并且在其中心附近具备第二轴承部30a。
定子40由收纳在壳体20内的、圆筒状的磁轭单元42和第一及第二定子线圈46、47构成。磁轭单元42具备第一至第四定子磁轭421、422、423、424,第一至第四定子磁轭421、422、423、424具备具有与壳体20内的内径大致相等的外径的环状的凸缘部。磁轭单元42的这些第一至第四定子磁轭421~424由树脂制的卷轴425一体地模制成形。第一定子线圈46卷绕在由第一及第二定子磁轭421及422划分的第一线圈卷线部。第二定子线圈47卷绕在由第三及第四定子磁轭423及424划分的第二线圈卷线部。定子40在第一及第二定子线圈46、47的卷绕后收纳在壳体20内,并被固定保持。
另外,图2省略第一及第二的定子线圈46、47的图示。另外,图1及图2中的60及65是用于向第一及第二定子线圈46、47供给电流的电路基板及连接器。
第一定子磁轭421、第二定子磁轭422及第一定子线圈46的组合被称为A相定子(421;422;46)。同样地,第三定子磁轭423、第四定子磁轭424及第二定子线圈47的组合被称为B相定子(423;424;47)。因此,定子40由在轴向(推力方向)Z上排列的A相定子(421;422;46)和B相定子(423;424;47)构成。
转子50由旋转轴52和中空圆筒状的转子磁电机54构成。旋转轴52由第一及第二轴承部20a、30a能旋转地支撑。转子磁电机54相对于旋转轴52被固定保持。转子磁电机54的外径形成为比磁轭单元42的中心孔的内径稍小的直径。转子磁电机54沿圆周方向着磁。在本例中,转子磁电机54由在与旋转轴52平行的直线上交替地排列的S极和N极磁化,在圆周方向以24极着磁。
第一至第四定子磁轭421~424全部为相同的形状。因此,在以下,只对第一定子磁轭421进行说明。第一定子磁轭421由磁性材料构成。第一定子磁轭421由环状的凸缘部421a、以从该环状的凸缘部421a的内周缘部垂直地立起的方式设置的多个梳齿状突极部421b构成。在本例中,第一定子磁轭421具有每隔30°配置的12个梳齿状突极部421b。梳齿状突极部421b的各突极部也被称为凸极或感应件。
以第二定子磁轭422和第三定子磁轭433互相背靠背的方式并且以一方的一对定子磁轭(421、422)的梳齿状突极部相对于另一方的一对定子磁轭(423、424)的梳齿状突极部,相位以预定值错开的方式,在第一至第四定子磁轭421~424互相组合的状态下收纳在线轴25的形成用金属模具内,在第一至第四定子磁轭421~424的周围模制形成树脂制的线轴425。最后,完成磁轭单元42。在本例中,上述预定值是7.5°。
根据这样构成的二相PM型步进马达10,通过使驱动电流流经定子40的第一及第二定子线圈46、47而在第一及第二定子线圈46、47产生的磁场通过磁轭单元42的各定子磁轭421、422、423、424与转子磁电机54的磁场进行相互作用。此时,通过各定子磁轭421~424的梳齿状突极部的作用,转子50间歇地(在本例中具有7.5°的分辨率)被旋转驱动(步进旋转)。
接着,关于这样构成的关联技术的二相PM型步进马达10的问题点进行说明。
在关联技术的二相PM型步进马达10中,如上所述,为A相定子(421;422;46)和B相定子(423;424;47)在推力方向(轴向)Z上重叠两层的二相结构。并且,如上所述,在关联技术的二相PM型步进马达10中,通过切换A相、B相,使转子50旋转,因此,由于二相的磁场的强度的差,产生推力方向(轴向)Z的振动(声音)。
另外,作为用于第一至第四定子磁轭421~424的磁性材料,普遍使用镀锌钢板、硅钢板、不锈钢板。产生的磁场依赖于所选择的材料的性能、凸极的面积及厚度。因此,若马达10变大,流过某程度的电流,则第一至第四定子磁轭421~424磁性饱和。其结果,在关联技术的二相PM型步进马达10中,无法产生更大的转矩。
另外,在关联技术的二相PM型步进马达10中,还具备覆盖定子40的壳体20。但是,定子40为在第一至第四定子磁轭421~424上卷绕了环状的第一及第二线圈46、47的结构,因此,壳体20与第一至第四定子磁轭421~424直接接触的面积变窄。因此,无法有效地将在步进马达10中产生的热量向外部散热。
[实施方式]
参照图3及图4说明本发明的实施方式的二相PM型步进马达10A的结构。
图3是二相PM型步进马达10A的分解立体图。图4是二相PM型步进马达10A的纵剖视图。
在此,使用图3及图4所示那样的、正交坐标系(X、Y、Z)。在图3及图4所图示的状态下,在正交坐标系(X、Y、Z)中,Z方向是马达10A的旋转轴MA延伸的上下方向(垂直方向),X方向是与马达10A的旋转轴MA的方向(Z方向)正交的前后方向(进深方向),Y方向是与Z方向及X方向正交的左右方向(宽度方向)。
另外,在说明书中为了说明方向而使用的“上、下、前、后、左、右”是为了说明方便的图中的方向,实际使用关联技术的二相PM型步进马达10A时的上、下、前、后、左、右未必一致。
图示的二相PM型步进马达10A具有相对于马达10A的旋转轴MA实质上旋转对称的形状。另外,在本例中,二相PM型步进马达10A的步距角为7.5°。
图示的二相PM型步进马达10A实质上定子及壳体的结构(构成)除了后述那些不同的点之外,具有与上述的关联技术的二相PM型步进马达10相同的结构,进行动作。因此,在定子上标注70的参照符号,在壳体上标注80的参照符号。对具有与图1及图2所示的二相PM型步进马达10的结构要素相同的功能的要素标注相同的参照符号。以下,为了使说明简略化,仅对与关联技术的二相PM型步进马达10不同的方面详细地进行说明。
二相PM型步进马达10A具备壳体80、托架30、定子70和转子50。
壳体80由上侧壳体82和下侧壳体84构成。上侧壳体82呈一端(下端)敞开了的空心圆筒状。下侧壳体84封闭上侧壳体82的敞开端(上端)。托架30设于上侧壳体82的上端。定子70沿上侧壳体82的内周面设置。转子50由分别设于下侧壳体84及托架30的第一及第二轴承部84a、30a能旋转地支撑。
定子70由收纳在壳体80内的、定子磁轭72和定子线圈74构成。另外,定子磁轭72也称为定子铁芯。
定子磁轭72在圆周方向以等角度(在图示的例子中为22.5°)间隔配置,供给具有与转子50对置的极齿726的16个突极724。定子线圈74如后所述,卷绕在16个突极724上。
若详述,则定子磁轭72具有在轴向Z上层叠了多个打孔了的硅钢板等钢板的结构。在图示的例子中,定子磁轭72在轴向Z上层叠41张厚度为0.5mm的硅钢板。定子磁轭72具备大致圆环状的后磁轭722和从该后磁轭722向内侧突出的16个突极724。在各突极724的前端具备极齿726。极齿726具有以伞型打开的结构,与转子磁电机54隔着间隔对置。在各突极724上卷绕定子线圈74。
另外,图3及图4中的60A及65A是用于向定子线圈74供给电流的电路基板及连接器。
图5是以省略了定子线圈的状态表示二相PM型步进马达10A的转子50(转子磁电机)54和定子70之间的配置关系的横剖视图。
图6A、图6B、图6C及图6D是用于二相PM型步进马达10A进行动作的图,分别是表示转子50相对于定子70以7.5°的步距角旋转的样式的概略横剖视图。
首先,参照图5及图6A更详细地说明定子70的结构。
定子线圈74由第一相的定子线圈74A和第二相的定子线圈74B构成。另外,第一相也称为A相,第二相也称为B相。因此,第一相的定子线圈74A也称为A相定子线圈,第二相的定子线圈74B也称为B相定子线圈。
定子磁轭72的16个突极724被分为在圆周方向上隔一个选择的、第一组的8个突极724A和第二组的8个突极724B。第一组的8个突极724A的各个被称为A相用突极,第二组的8个突极724B被称为B相用突极。
第一相的定子线圈74A相对于第一组的8个突极(A相用突极)724A在各自的外周配置为环状,在圆周方向上对每一个改变卷绕方向并卷绕。同样地,第二相的定子线圈74B相对于第二组的8个突极(B相用突极)724B在各自的外周配置为环状,在圆周方向上对每一个改变卷绕方向并卷绕。
下面,对相对于定子磁轭72的16个突极724的、定子线圈74的卷绕方式更具体地进行说明。
在图5中,将16个突极724以12时方向(上方向)为基准顺时针称为第一至第十六突极724-1、724-2…724-16。同样地,在图5及图6A中,将16个极齿726以12时方向(上方向)为基准顺时针称为第一至第十六极齿726-1、726-2…726-16。
在该情况下,第一组的8个突极(A相用突极)724A由第奇数个突极、即第一突极724-1、第三突极724-3、第五突极724-5、第七突极724-7、第九突极724-9、第十一突极724-11、第十三突极724-14及第五突极724-15构成。
另外,第二组的8个突极(B相用突极)724B由第偶数个突极、即第二突极724-2、第四突极724-4、第六突极724-6、第八突极724-8、第十突极724-10、第十二突极724-12、第十四突极724-14及第十六突极724-16构成。
第一相的定子线圈74A顺时针卷绕在第一突极724-1上,逆时针卷绕在第三突极724-3上,顺时针卷绕在第五突极724-5上,逆时针卷绕在第七突极724-7上,顺时针卷绕在第九突极724-9上,逆时针卷绕在第十一突极724-11上,顺时针卷绕在第十三突极724-13上,逆时针卷绕在第十五突极724-15上。
同样地,第二相的定子线圈74B顺时针卷绕在第二突极724-2上,逆时针卷绕在第四突极724-4上,顺时针卷绕在第六突极724-6上,逆时针卷绕在第八突极724-8上,顺时针卷绕在第十突极724-10上,逆时针卷绕在第十二突极724-12上,顺时针卷绕在第十四突极724-14上,逆时针卷绕在第十六突极724-16上。
因此,例如如图6A所示,使顺方向的电流流经第一相的定子线圈74A,顺方向的电流还流经第二相的定子线圈74B。在该情况下,如图6A所示,第一极齿726-1为N极,第二极齿726-2为N极,第三极齿726-3为S极,第四极齿726-4为S极,第五极齿726-5为N极,第六极齿726-6为N极,第七极齿726-7为S极,第八极齿726-8为S极,第九极齿726-9为N极,第十极齿726-10为N极,第十一极齿726-11为S极,第十二极齿726-12为S极,第十三极齿726-13为N极,第十四极齿726-14为N极,第十五极齿726-15为S极,第十六极齿726-16为S极。
接着,参照图6A~图6D对二相PM型步进马达10A的动作进行说明。作为初期状态,转子50的转子磁电机54如图6D所示,以12时方向(上方向)为基准顺时针以S极、N极、S极、N极…的方式交替地被磁化,在圆周方向以24极着磁。即,转子磁电机54将12点方向(上方向)、三点方向(右方向)、六点方向(下方向)以及九点方向(左方向)着磁为S极。
在该状态下,首先,如图6A所示,使顺方向的电流流过第一相的定子线圈74A,顺方向的电流还流过第二相的定子线圈74B。因此,如上所述,第一极齿726-1为N极,第二极齿726-2为N极,第三极齿726-3为S极,第四极齿726-4为S极,第五极齿726-5为N极,第六极齿726-6为N极,第七极齿726-7为S极,第八极齿726-8为S极,第九极齿726-9为N极,第十极齿726-10为N极,第十一极齿726-11为S极,第十二极齿726-12为S极,第十三极齿726-13为N极,第十四极齿726-14为N极,第十五极齿726-15为S极,第十六极齿726-16为S极,如周知,同极彼此排斥,异极彼此吸引。其结果,如图6A所示,转子50从初期状态绕旋转轴MA顺时针以7.5°旋转并停止。
接着,如图6B所示,顺方向的电流流经第一相的定子线圈74A,逆方向的电流流经第二相的定子线圈74B。在该情况下,如图6B所示,第一极齿726-1为N极,第二极齿726-2为S极,第三极齿726-3为S极,第四极齿726-4为N极,第五极齿726-5为N极,第六极齿726-6为S极,第七极齿726-7为S极,第八极齿726-8为N极,第九极齿726-9为N极,第十极齿726-10为S极,第十一极齿726-11为S极,第十二极齿726-12为N极,第十三极齿726-13为N极,第十四极齿726-14为S极,第十五极齿726-15为S极,第十六极齿726-16为N极。其结果,如图6B所示,转子50绕旋转轴MA顺时针以7.5°旋转并停止。因此,转子50从初期状态绕旋转轴MA顺时针以15°旋转。
接着,如图6C所示,使逆向的电流流经第一相的定子线圈74A,使逆向的电流流经第二相的定子线圈74B。在该情况下,如图6C所示,第一极齿726-1为S极,第二极齿726-2为S极,第三极齿726-3为N极,第四极齿726-4为N极,第五极齿726-5为S极,第六极齿726-6为S极,第七极齿726-7为N极,第八极齿726-8为N极,第九极齿726-9为S极,第十极齿726-10为S极,第十一极齿726-11为N极,第十二极齿726-12为N极,第十三极齿726-13为S极,第十四极齿726-14为S极,第十五极齿726-15为N极,第十六极齿726-16为N极。其结果,如图6C所示,转子50绕旋转轴MA顺时针以7.5°旋转并停止。因此,转子50从初期状态绕旋转轴MA顺时针以22.5°旋转。
接着,如图6D所示,使逆向的电流流经第一相的定子线圈74A,使顺方向的电流流经第二相的定子线圈74B。在该情况下,如图6D所示,第一极齿726-1为S极,第二极齿726-2为N极,第三极齿726-3为N极,第四极齿726-4为S极,第五极齿726-5为S极,第六极齿726-6为N极,第七极齿726-7为N极,第八极齿726-8为S极,第九极齿726-9为S极,第十极齿726-10为N极,第十一极齿726-11为N极,第十二极齿726-12为S极,第十三极齿726-13为S极,第十四极齿726-14为N极,第十五极齿726-15为N极,第十六极齿726-16为S极。其结果,如图6D所示,转子50绕旋转轴MA顺时针以7.5°旋转并停止。因此,转子50从初期状态绕旋转轴MA顺时针以30°旋转。此时的转子50的状态为与上述的初期状态相同的状态。
下面,同样地,通过反复图6A、图6B、图6C、图6D的状态,转子50绕旋转轴MA顺时针以7.5°的步距角间歇地被旋转驱动。
接着,对本实施方式的效果进行说明。
在本实施方式的二相PM型步进马达10A中,作为定子70的定子磁轭(定子铁芯)72,使用在圆周方向上具有16个突极724的定子磁轭,不进行在推力方向的磁极的切换。因此,能期待静音效果。
另外,在本实施方式的二相PM型步进马达10A中,作为定子70的定子磁轭(定子铁芯)72,使用层叠了多张钢板的结构的定子磁轭。因此,能增加总磁通量,能提高磁性饱和的界限。其结果,与关联的二相PM型步进马达10相比,能产生更大的转矩,能提高马达效率。
另外,在本实施方式的二相PM型步进马达10A中,由于壳体80的上侧壳体82直接与定子70的定子磁轭(定子铁芯)72的后磁轭722接触,因此,能增大接触面积。其结果,散热效果变高,因此,能抑制马达10A的发热。
另外,在上述的实施方式中,列举步距角是7.5°,转子50的转子磁电机54在24极上着磁,定子70的定子磁轭72具有16个突极724的例子进行说明,但本发明当然未限定于此。即,步距角未限定为7.5°,可以改变为15°、3.25°等其他角度。根据步距角的改变,转子磁电机的极数、定子磁轭的突极的个数也能改变。一般地,本发明能适用于转子磁电机6在与6的倍数相等的P个极上着磁,定子磁轭的突极具备与8的倍数相等的M个的二相PM型步进马达。
以上,参照实施方式说明了本发明,但本发明未限定于上述实施方式。本发明的结构、详细能在本发明的范围内进行本领域技术人员能够理解的方案的改变。
例如,在上述的实施方式中,作为定子磁轭(定子铁芯),使用层叠了41张板厚为0.5mm的钢板的磁轭,但钢板的层叠张数、板厚可以根据马达的样式改变。例如,在想要实现马达的薄型化的情况下,只要不改变板厚地削减钢板的层叠张数即可,在想要提高马达的转矩的情况下,只要不改变板厚而增加钢板的层叠张数即可。钢板的板厚也未限定于0.5mm,当然可以使用0.65mm等其他板厚。另外,在上述实施方式中,列举步距角为7.5°的情况进行说明,但如上所述,能通过以8的倍数对定子磁轭的突极的个数进行增减,改变为其他的步距角。
产业上的可利用性如下。
本发明的步进马达并未限定于作为送纸机构的驱动源,能普遍利用于具有以预定的间距间歇地进行旋转驱动的需要的装置。

Claims (5)

1.一种二相PM型步进马达,其具备转子和从周围包围该转子的定子,该二相PM型步进马达的特征在于,
上述转子由转子磁电机和安装于该转子磁电机的中心的旋转轴构成,该转子磁电机在圆周方向上N极和S极交替地在与6的倍数相等的P个极上着磁,
上述定子具备具有与8的倍数相等的M个突极的定子磁轭和卷绕在上述M个突极上的定子线圈,该M个突极在圆周方向上以等角度间隔配置,且具有与上述转子对置的极齿,
上述定子线圈由第一相的定子线圈和第二相的定子线圈构成,
上述M个突极分为在圆周方向上每隔一个选择的、第一组的M/2个突极和第二组的M/2个突极,
上述第一相的定子线圈相对于上述第一组的M/2个突极,在各自的外周配置为环状,在圆周方向上对每一个改变卷绕方向来卷绕,
上述第二相的定子线圈相对于上述第二组的M/2个突极,在各自的外周配置为环状,在圆周方向上对每一个改变卷绕方向来卷绕。
2.根据权利要求1所述的二相PM型步进马达,其特征在于,
在上述二相PM型步进马达的步距角为7.5°时,上述P与24相等,上述M与16相等。
3.根据权利要求1或2所述的二相PM型步进马达,其特征在于,
上述定子磁轭具有在轴向上层叠了多张打孔了的钢板的构造。
4.根据权利要求1或2所述的二相PM型步进马达,其特征在于,
上述定子磁轭具备大致圆环状的后磁轭和从该后磁轭向内侧突出的上述M个突极,
在各突极的前端具备上述极齿。
5.根据权利要求1或2所述的二相PM型步进马达,其特征在于,
还具备以与上述定子磁轭的外周面接触的方式覆盖上述定子的壳体。
CN201710766217.7A 2016-09-08 2017-08-30 步进马达 Pending CN107809158A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016-175371 2016-09-08
JP2016175371A JP2018042385A (ja) 2016-09-08 2016-09-08 ステッピングモータ

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN107809158A true CN107809158A (zh) 2018-03-16

Family

ID=59829298

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710766217.7A Pending CN107809158A (zh) 2016-09-08 2017-08-30 步进马达

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20180069462A1 (zh)
EP (1) EP3293872A3 (zh)
JP (1) JP2018042385A (zh)
CN (1) CN107809158A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112421928A (zh) * 2019-08-20 2021-02-26 上海鸣志电器股份有限公司 一种7.5°步距角步进电机

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112421927B (zh) * 2019-08-20 2025-09-12 上海鸣志电器股份有限公司 一种18°步距角步进电机
KR102756282B1 (ko) * 2020-04-14 2025-01-20 에이치엘만도 주식회사 조향 보조 장치
FR3111326B1 (fr) * 2020-06-16 2022-07-08 Safran Helicopter Engines Ensemble propulsif a helice a pales repliable et procede d'arret de l'helice dans une position angulaire indexee
US11742736B2 (en) 2020-10-09 2023-08-29 Lin Engineering, Inc. Step motor with spacing of same-phase stator pole groups based on one-half rotor tooth pitch

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1086934A (zh) * 1992-07-31 1994-05-18 石川岛播磨重工业株式会社 混合步进电动机,该电动机的驱动方法和该电动机线卷的缠绕方法
US20020101120A1 (en) * 1998-09-30 2002-08-01 Kazunori Akama Stepping motor
US20050242671A1 (en) * 2004-04-29 2005-11-03 Lin Ted T Half-stepping motor with bifilar winding ratio for smooth motion
CN101047330A (zh) * 2006-03-31 2007-10-03 厦门达真磁记录有限公司 一种永磁式爪型步进电机的定子结构
TWI296875B (en) * 2002-04-25 2008-05-11 Step motor with multiple stators
EP2372878A2 (en) * 2010-03-31 2011-10-05 Kokusan Denki Co., Ltd. Rotating electrical machine and method for manufacturing a stator thereof
EP2978105A1 (fr) * 2014-07-22 2016-01-27 Mmt Ag Moteur électrique pas-à-pas
CN105429422A (zh) * 2014-09-15 2016-03-23 三星电子株式会社 步进电机和用于驱动步进电机的系统
CN105610258A (zh) * 2015-10-26 2016-05-25 湖南省金函数科技有限公司 一种永磁步进伺服电机
CN105846564A (zh) * 2015-01-30 2016-08-10 德昌电机(深圳)有限公司 电机及其定子结构

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5580159B2 (ja) 2010-09-30 2014-08-27 ミネベア株式会社 インナーロータ型モータ

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1086934A (zh) * 1992-07-31 1994-05-18 石川岛播磨重工业株式会社 混合步进电动机,该电动机的驱动方法和该电动机线卷的缠绕方法
US20020101120A1 (en) * 1998-09-30 2002-08-01 Kazunori Akama Stepping motor
TWI296875B (en) * 2002-04-25 2008-05-11 Step motor with multiple stators
US20050242671A1 (en) * 2004-04-29 2005-11-03 Lin Ted T Half-stepping motor with bifilar winding ratio for smooth motion
CN101047330A (zh) * 2006-03-31 2007-10-03 厦门达真磁记录有限公司 一种永磁式爪型步进电机的定子结构
EP2372878A2 (en) * 2010-03-31 2011-10-05 Kokusan Denki Co., Ltd. Rotating electrical machine and method for manufacturing a stator thereof
EP2978105A1 (fr) * 2014-07-22 2016-01-27 Mmt Ag Moteur électrique pas-à-pas
CN105429422A (zh) * 2014-09-15 2016-03-23 三星电子株式会社 步进电机和用于驱动步进电机的系统
CN105846564A (zh) * 2015-01-30 2016-08-10 德昌电机(深圳)有限公司 电机及其定子结构
CN105610258A (zh) * 2015-10-26 2016-05-25 湖南省金函数科技有限公司 一种永磁步进伺服电机

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112421928A (zh) * 2019-08-20 2021-02-26 上海鸣志电器股份有限公司 一种7.5°步距角步进电机
CN112421928B (zh) * 2019-08-20 2025-09-05 上海鸣志电器股份有限公司 一种7.5°步距角步进电机

Also Published As

Publication number Publication date
JP2018042385A (ja) 2018-03-15
EP3293872A3 (en) 2018-03-28
US20180069462A1 (en) 2018-03-08
EP3293872A2 (en) 2018-03-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107809158A (zh) 步进马达
JP6503950B2 (ja) ロータ及びブラシレスモータ
JP6421926B2 (ja) 永久磁石同期機
JP5272831B2 (ja) 回転電機
JPWO2015029256A1 (ja) 同期電動機
JP2010252530A (ja) ブラシレスモータ
JP5672507B2 (ja) 回転電機
JPWO2017195263A1 (ja) 永久磁石型モータ
JP5290795B2 (ja) ブラシ給電式ハイブリッド励磁モータ及びブラシ給電式ハイブリッド励磁モータの駆動方法
JPWO2015140941A1 (ja) 永久磁石型電動機の回転子
JP2011114897A (ja) 2相ハイブリッド型回転電機
JP5386925B2 (ja) 円筒形リニアモータ
JP2008148447A (ja) 電動パワーステアリング装置用モータ
JP2008236835A (ja) 回転子の着磁方法
JP6082380B2 (ja) リニアアクチュエータ
JP2007215382A (ja) モータ
JP2017143663A (ja) 埋込磁石型回転機
JP5897939B2 (ja) ロータ及びモータ
CN109075680B (zh) 旋转发电机
JP2003174760A (ja) ステッピングモーター
JP2010142006A (ja) モータ
JP2010288349A (ja) ブラシレスモータ
JP2011125127A (ja) モータ
JP2008048490A (ja) スロットレスモータ
JP4680980B2 (ja) 電動機

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20180316

WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication