一種無軸承步進電機的製作方法

2023-09-17 22:05:15 2

本實用新型涉及一種電機，具體說是一種無軸承步進電機。

背景技術：

現有的車載、船載衛星天線，通常使用步進電機作為驅動部件來驅動天線轉盤按要求的角度轉動，傳動方式採用鋼絲傳動、皮帶傳動或齒輪傳動。

由於車載、船載衛星天線的工作環境比較惡劣，環境溫度變化大，現有步進電機驅動裝置不僅增加了轉動慣量，也容易發生機械老化，效率低、能耗高，佔用空間大且安裝維護不方便。尤其對於大直徑衛星天線，問題更為嚴重。

技術實現要素：

本實用新型就是為了解決現有車載、船載衛星天線的步進電機驅動裝置效率低、能耗高、容易發生機械老化、佔用空間大且安裝維護不方便的技術問題，提供一種效率高、能耗低、故障率低、佔用空間小且安裝維護方便的無軸承步進電機。

本實用新型的技術方案是，提供一種無軸承步進電機，包括轉子、C型定子鐵芯和環形定子支架，C型定子鐵芯與環形定子支架固定連接，C型定子鐵芯上連接有定子繞組，轉子上設有磁鋼；C型定子鐵芯設有缺口，轉子設於C型定子鐵芯的缺口處，轉子的外側設有環形凹槽，所述環形定子支架的內側設有環形凹槽，這兩個環形凹槽相對設置匹配形成環形軌道，該環形軌道內設有滾珠。

優選地，轉子為鋁合金轉子，環形定子支架為鋁合金環形定子支架。

優選地，磁鋼採用穿透鑲嵌結構安裝；磁鋼為圓柱形，分為N極和S極兩部分。

優選地，鋁合金轉子與C型定子鐵芯之間的縫隙為0.5mm。

優選地，C型定子鐵芯的數量是一個或兩個以上。

優選地，鋁合金環形定子支架的外徑是480mm，內徑為451mm；鋁合金轉子的外徑是449mm，內徑是420mm；鋁合金轉子上的圓柱形磁鋼的直徑是10mm；所述滾珠的直徑可以是5mm。

本實用新型的有益效果是，直驅方式，不使用減速機構和自支撐結構。產品扭矩大、轉速低，佔用空間小，安裝維護很方便，能充分發揮步進電機的特性。此外，電機能耗低、工作效率高，故障率低。

本實用新型進一步的特徵和方面，將在以下參考附圖的具體實施方式的描述中，得以清楚地記載。

附圖說明

圖1是步進電機的結構示意圖；

圖2是鋁合金轉子、鋁合金環形定子支架和滾珠的連接示意圖；

圖3是圖2中T處的局部放大圖；

圖4是尺寸圖；

圖5是C型定子鐵芯的結構示意圖；

圖6是定子繞組的連接示意圖；

圖7是圖6中P處的局部放大圖。

圖中符號說明：

1.C型定子鐵芯；2.定子繞組；3.鋁合金轉子；4.磁鋼；5.鋁合金環形定子支架；6.螺栓；7.滾珠。

具體實施方式

以下參照附圖，以具體實施例對本實用新型作進一步詳細說明。

如圖1-3所示，本實用新型所公開的步進電機是內轉子結構，其包括鋁合金轉子3和C型定子鐵芯1。使用螺栓6將C型定子鐵芯1固定安裝在鋁合金環形定子支架5上。C型定子鐵芯1上連接有定子繞組2，C型定子鐵芯1由矽鋼片組成。鋁合金轉子3上設有磁鋼4，磁鋼4採用穿透鑲嵌結構安裝。

鋁合金環形定子支架5的弧度與C型定子鐵芯1的弧度相同。

步進電機按4相電機設計，C型鐵芯數量可以是一個，也可以是兩個、三個或更多個，可根據本電機機械荷載的大小設置數量。

C型定子鐵芯1上的缺口向內，鋁合金轉子3設置在C型定子鐵芯1的缺口處，鋁合金轉子3的外側開有環形凹槽，鋁合金環形定子支架5的內側開有環形凹槽，這兩個環形凹槽相對設置匹配形成環形軌道，該環形軌道內安裝若干個滾珠7。

如圖4所示，鋁合金環形定子支架5的外徑是480mm(圖中標註的半徑為240mm)，內徑為451mm(圖中標註的半徑為225.5mm)。

鋁合金轉子3的外徑是449mm(圖中標註的半徑是224.5mm)，內徑是420mm(圖中標註的半徑是210mm)。鋁合金轉子3的內徑滿足於大直徑衛星天線。鋁合金轉子3上的圓柱形磁鋼4的直徑是10mm，在圓周方向均布有72個圓柱形磁鋼4。每個圓柱形磁鋼4分為N極和S極兩部分，相鄰兩個圓柱形磁鋼4的磁極交替排列。

滾珠7的直徑可以是5mm。鋁合金環形定子支架5與鋁合金轉子3之間的間隙是1mm。

結合圖5和圖6所示，C型定子鐵芯1設有8個齒部，對應有8個繞組線包。

如圖6所示，從鋁合金轉子3的內側沿徑向方向觀察，C型定子鐵芯1上的定子繞組2按4相電機設計，有八個引線頭。需要說明的是，定子繞組2的結構可以採用現有步進電機繞組的結構。

如圖7所示，鋁合金轉子3與C型定子鐵芯1之間的縫隙為H＝0.5mm。

需要說明的是，鋁合金轉子3的材質不限於鋁合金，也可以是其他材質。鋁合金環形定子支架5的材質不限於鋁合金，也可以是其他材質。

步進電機在使用時，將衛星天線上方位需要相對運動的轉盤插入鋁合金轉子3中固定好(即鋁合金轉子3套在轉盤上)，鋁合金環形定子支架5通過過度件固定在相對固定的底盤上，C型定子鐵芯1卡在鋁合金轉子3的磁鋼的正上方，向定子繞組2通電後，定子繞組2的4相線分別通過電流，按通用步進電機運動規律加電，使定子和轉子之間產生相對運動的扭矩，因為是直接連接，直接帶動轉盤轉動，減少了摩擦力矩損耗。採用C型鐵芯套在磁鋼上方，磁路閉合，扭矩更大。該步進電機的定子和轉子結構，可以減少電纜連接和滑環要求，採用分體共型設計，沒有獨立軸承，減少磨損環節。

以上所述僅對本實用新型的優選實施例而已，並不用於限制本實用新型，對於本領域的技術人員來說，本實用新型可以有各種更改和變化。凡是在本實用新型的權利要求限定範圍內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應在本實用新型的保護範圍之內。