专利名称：步进马达的制作方法
技术领域：
本发明是有关于一种步进马达(stepping motor or stepper motor)，特别是有关于一种缠绕电磁线圈于转子的突极，或是在转轴的轴向上分别缠绕电磁线圈至转子的突极的步进马达。
请参考
图1，其为公知的一种步进马达的横向剖面示意图。步进马达100主要由转子(rotor)110及定子(stator)120所构成。公知的转子110是由一转轴112及多个突极114所构成，其中突极114例如为一永久磁铁的N极或S极，而突极114依次环绕转轴112并分别突出于转轴112的外表面。此外，定子120是由多个电枢铁心122及多个电枢线圈124所构成，其中两相邻电枢铁心122之间保留一空间，使得一组电枢线圈124得以缠绕于一个电枢铁心122上，而多个电枢铁心122及其对应的电枢线圈124则依次环绕于转子110的外侧，且电枢铁心122的外端均相互连接。当输入电流至定子120的电枢线圈124，使得电枢线圈124产生磁场时，转子110的突极114将受到电枢线圈124的磁场的影响，使得转子110在转轴112的轴向上旋转，因而产生转动力矩，并经由转轴112输出至外界。
公知的步进马达多半采用定磁转子(即以永久磁铁作为突极的转子)及变磁定子(即以输入电流至电枢线圈而感应产生磁场的定子)，由于定磁转子的永久磁铁在冲磁完毕后，即固定其磁通量的大小，因此，公知的步进马达在长期使用后或在温度过高的情况下，将可能破坏定磁转子的原有的磁性分布，在变磁定子的磁场作用下，容易使得定磁转子的转速及转矩受到影响，因而降低步进马达的整体工作效能。
基于本发明的上述目的，本发明提出一种步进马达，至少包括一转子及一定子。转子是由一转轴、多个突极及多组电磁线圈所构成，其中这些突极依次环绕并突出于转轴的外表面，而这些电磁线圈分别在转轴的径向上缠绕于这些突极之一。此外，定子具有多个电枢铁心及多组电枢线圈，其中这些电枢铁心依次环绕于转子的外侧，而这些电枢线圈分别在转轴的径向上缠绕于这些电枢铁心之一。
基于本发明的上述目的，本发明又提供一种步进马达，至少包括一种步进马达，至少包括一转子及一定子。转子是由一转轴、多个突极及至少一电磁线圈所构成，其中这些突极依次环绕并突出于转轴的外表面，电磁线圈在转轴的轴向上缠绕于转轴。此外，定子具有多个电枢铁心及多组电枢线圈，其中这些电枢铁心依次环绕于转子的外侧，而这些电枢线圈分别在转轴的径向上缠绕于这些电枢铁心之一。
本发明是在步进马达的转轴的径向上，分别缠绕一组电磁线圈于转子的突极上，并通过正向或反向输入电流至电磁线圈，使得电磁线圈对应产生不同方向的磁场，借以增加或降低电磁线圈所对应的突极的磁场强度。
本发明在步进马达的转轴的轴向上，缠绕至少一组电磁线圈于转轴上，并通过正向或反向输入电流至电磁线圈，使得电磁线圈对应产生不同方向的磁场，借以改变转子的磁通变化。
100步进马达110转子112转轴114突极120定子122电枢铁心124电枢线圈200步进马达210转子212转轴214、214a～214d突极216、216a、216b电磁线圈220定子222电枢铁心224电枢线圈300步进马达310转子312转轴314突极316a、316b电磁线圈318a、318b引线环具体实施方式
第一实施例请参考图2，其为本发明第一实施例的步进马达的横向剖面示意图。步进马达200主要由转子210及定子220所构成。转子210由一转轴212、多个突极214及多个电磁线圈216所构成，其中突极214，例如为一永久磁铁的N极或S极，依次环绕转轴212并分别突出于转轴212的径向。值得注意的是，电磁线圈216分别在转轴212的径向上，缠绕于这些突极214之一。定子220由多个电枢铁心222及多个电枢线圈224所构成，其中两相邻电枢铁心222之间保留一空间，使得每一组电枢线圈224得以缠绕于一个电枢铁心222上，而每一电枢铁心222及其上的电枢线圈224，则依次环绕于转子210的外侧，且电枢铁心222的外端均相互连接。当输入电流至定子220的电枢线圈224，使得电枢线圈224产生磁场时，转子210的突极214将受到电枢线圈224的磁场的影响，使得转子210在转轴212的轴向上旋转，因而产生转动力矩，并经由转轴212输出至外界。
请同样参考图2，由于转子210的突极214为一永久磁铁的N极或S极，因此在长期使用后或温度过高的情况下，将可能改变突极214的磁性分布及磁通变化，而影响到转子210原先设定的转速及转矩。因此，为了增加或减少转子210的突极214的磁通量，本发明在每一个突极214的外侧，另外增加一组电磁线圈216，其在转轴212的径向上，环绕于突极214的外侧。当正向输入电流至电磁线圈216时，若使得电磁线圈216对应产生一正方向的磁场时，当反向输入电流至电磁线圈216时，则使得电磁线圈216对应产生一反方向的磁场。因此，通过正向或反向输入电流至电磁线圈216时，将使得电磁线圈216产生不同方向的磁场，借以增加或降低电磁线圈216其所对应的突极214的磁通量。因此，通过电磁线圈216的作用，在长期使用或温度过高的情况下，转子210仍可维持相同的磁通变化，或是在需要高转矩时增加转子210的磁通变化，或是在需要低转矩时降低转子210的磁通变化，使得步进马达200的特性更加完美。
为了说明电磁线圈216是如何缠绕于突极214上，请同时参考图2及图3，其中图3为图2的步进马达，其转子的突极与电磁线圈的缠绕方式的示意图。如图2所示，转子210的多个突极216可依次展开如为图3的突极214a～214d，如图3所示，电磁线圈216a依次缠绕相互间隔的同磁性(S极)的突极214a及突极214b的外围，而另一电磁线圈216b则依次缠绕相互间隔的同磁性(N极)的突极214c及突极214d的外围。因此，以电磁线圈216a为例，当依照箭头方向输入电流至电磁线圈216a时，电磁线圈216a将对应产生一正方向的磁场，其磁力线方向相反于突极214a及突极214b的磁力线方向，因而减弱突极214a及突极214b的磁场强度，进而降低转子210的磁通变化。反之，则提高转子210的磁通变化。因此，可通过正向或反向输入电流至电磁线圈216，来改变突极214的磁场强度，进而改变转子的磁通变化。
本发明第一实施例是在步进马达的转轴的径向上，分别缠绕一组电磁线圈于转子的突极上，并通过正向或反向输入电流至电磁线圈，使得电磁线圈产生不同方向的磁场，借以增加或降低电磁线圈所对应的突极的磁场强度，使得转子在长期使用或高温的情况下，仍可维持相同的磁通变化，或是在需要高转矩时可增加转子的磁通变化，或是在需要低转矩时可降低转子的磁通变化，使得步进马达的特性更加完美。
第二实施例本发明第二实施例与第一实施例不同之处在于电磁线圈的缠绕的位置及缠绕的方向。请参考图4，其为本发明第二实施例的一种步进马达的纵向剖面示意图。
步进马达300主要由转子310及定子320所构成。转子310由一转轴312、多个突极314及至少一电磁线圈316a所构成，其中突极314，例如为一永久磁铁的N极或S极，依次环绕转轴312并分别突出于转轴312的径向。值得注意的是，电磁线圈316a在转轴312的轴向上，缠绕于转轴312上。定子320由多个电枢铁心322及缠绕其上的电枢线圈324所构成，而每一电枢铁心322及其上的电枢线圈324，则依次环绕于转子310的外侧，且电枢铁心322的外端均相互连接。当输入电流至定子320的电枢线圈324，使得电枢线圈324产生磁场时，转子310的突极314将受到电枢线圈324的磁场的影响，使得转子310在转轴312的轴向上旋转，因而产生转动力矩，并经由转轴312输出至外界。
请同样参考图4，当电磁线圈316a经由引线环318a输入电流时，电磁线圈316a将对应产生一磁场，其与转子310的突极314及定子320的电枢线圈324的磁场相互作用，将使得转子310能维持相同的磁通变化，或增加及降低转子310的磁通变化。此外，更可搭配另一电磁线圈316b，其缠绕方向可相同或相反于原电磁线圈316a的缠绕方向，并通过引线环318b输入电流，可增加或降低电磁线圈316a及电磁线圈316b所共同产生的磁场强度。
本发明第二实施例是在步进马达的转轴的轴向上，缠绕至少一组电磁线圈于转轴上，并通过正向或反向输入电流至电磁线圈，使得电磁线圈产生不同方向的磁场，借以改变转子的磁通变化，使得转子在长期使用或高温的情况下，仍可维持相同的磁通变化，或是在需要高转矩时可增加转子的磁通变化，或是在需要低转矩时可降低转子的磁通变化，使得步进马达的特性更加完美。
综上所述，本发明在步进马达的转轴的径向上，分别缠绕一组电磁线圈于转子的突极上，并通过正向或反向输入电流至电磁线圈，使得电磁线圈产生不同方向的磁场，借以增加或降低电磁线圈所对应的突极的磁场强度。或是在步进马达的转轴的轴向上，缠绕至少一组电磁线圈于转轴上，并通过正向或反向输入电流至电磁线圈，使得电磁线圈产生不同方向的磁场，借以改变转子的磁通变化。因此，本发明的步进马达在长期使用或高温的情况下，其转子仍可维持相同的磁通变化，或是在需要高转矩时可增加转子的磁通变化，或是在需要低转矩时可降低转子的磁通变化，使得步进马达的特性更加完美。
权利要求
1.一种步进马达，至少包括一转子，具有一转轴、多个突极及多个电磁线圈；一定子，具有多个电枢铁心及多个电枢线圈，其特征是，所述转子中该些突极依次环绕于该转轴，并突出于该转轴的外表面，而该些电磁线圈分别在该转轴的径向上缠绕于该些突极之一；所述定子中该些电枢铁心依次环绕于该转子的外侧，而该些电枢线圈分别在该转轴的径向上缠绕于该些电枢铁心之一。
2.如权利要求1所述的步进马达，其特征是，每一该些突极分别为一永久磁铁的N极及S极其中之一。
3.如权利要求1所述的步进马达，其特征是，相邻的该些电枢铁心的外端相互连接。
4.一种步进马达，至少包括一转子，具有一转轴、多个突极及至少一电磁线圈；一定子，具有多个电枢铁心及多个电枢线圈，其特征是，所述转子中该些突极依次环绕于该转轴，并突出于该转轴的外表面，而该些电磁线圈分别在该转轴的轴向上缠绕于该转轴；所述定子中该些电枢铁心依次环绕于该转子的外侧，而该些电枢线圈分别在该转轴的径向上缠绕于该些电枢铁心之一。
5.如权利要求4所述的步进马达，其特征是，每一该些突极分别为一永久磁铁的N极及S极其中之一。
6.如权利要求4所述的步进马达，其特征是，相邻的该些电枢铁心的外端相互连接。
全文摘要
一种步进马达，具有一转子及一定子。转子由一转轴及多个突极所构成，而突极环绕并突出于转轴的外表面。此外，定子由多个电枢铁心及多组电枢线圈所构成，其中电枢铁心环绕于转子的外侧，而电枢线圈分别在转轴的径向上缠绕于电枢铁心之一。步进马达的转子更具有多组电磁线圈，其分别在转轴的径向上缠绕于突极之一，并输入电流至电磁线圈，使其对应产生磁场，用以改变转子的磁通变化。或更具有至少一组电磁线圈，其在转轴的轴向上缠绕于转轴的外表面，并输入电流至电磁线圈，使其对应产生不同方向的磁场，用以改变转子的磁通变化。
文档编号H02K37/10GK1427533SQ0114453
公开日2003年7月2日 申请日期2001年12月19日 优先权日2001年12月19日
发明者郭士文 申请人:力捷电脑股份有限公司