[實用新型]用于電動執(zhí)行器位置控制的開關(guān)磁阻電動機

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200720099995.7
• 申請日: 2007-10-19
• 公開（公告）號: CN201113746Y
• 公開（公告）日: 2008-09-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 孫鶴旭;董硯;鄭易;李潔;高潔;李鵬
• 申請（專利權(quán)）人: 河北工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: H02K29/10
• 分類號: H02K29/10
• 代理公司: 天津市杰盈專利代理有限公司
• 代理人: 趙敬

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及開關(guān)磁阻電動機技術(shù)，特別涉及一種用于電動執(zhí)行器位置控制的開關(guān)磁阻電動機。

技術(shù)背景

電動執(zhí)行器是工業(yè)控制中的主要執(zhí)行單元，傳統(tǒng)電動執(zhí)行器的典型產(chǎn)品為DK系列電動執(zhí)行器，可以簡單的分為角行程執(zhí)行器和直線行程執(zhí)行器兩類，它們都是以交流電機為動力的位置伺服機構(gòu)。這兩種電動執(zhí)行器，解決了危險工作區(qū)域或?qū)崟r控制區(qū)域的遠程控制問題，卻無法與上位機進行通訊連接，不能與其它儀表的狀態(tài)相互通訊，上位機也不能及時捕捉到執(zhí)行器的運轉(zhuǎn)狀態(tài)。并且在性能方面也存在以下缺陷：電機輸出速度不可調(diào)，無法實現(xiàn)精確位置定位；電磁抱閘容易失靈，造成慣走、抱死；位置反饋電路性能漂移。

基于傳統(tǒng)執(zhí)行器的不足，各種各樣的智能電動執(zhí)行器陸續(xù)研制。智能化電動執(zhí)行器，雖然解決了老式執(zhí)行器的一些缺點和不足，但是都沒有突破傳統(tǒng)執(zhí)行器產(chǎn)品的基本框架，僅在個別結(jié)構(gòu)、工藝和元件方面進行了更新或強化。而這些元件質(zhì)量、結(jié)構(gòu)工藝上的更新，雖然提高了執(zhí)行器的性能指標(biāo)，卻使生產(chǎn)成本大大提升，不利于產(chǎn)品的推廣和普及。

發(fā)明內(nèi)容

本實用新型的目的在于提供一種用于電動執(zhí)行器位置控制的開關(guān)磁阻電動機。本實用新型的新型開關(guān)磁阻電動機結(jié)構(gòu)簡單，可靠性高，可調(diào)速運行，實現(xiàn)高精度位置控制，適應(yīng)雙向通電，加上開關(guān)磁阻電動機具有制動的能力，很好的解決了以交流電機為動力的傳統(tǒng)電動執(zhí)行器的現(xiàn)有難題。有效降低了系統(tǒng)的成本，解決了傳統(tǒng)電動執(zhí)行器出現(xiàn)的定位不準(zhǔn)確，位置反饋電路性能漂移，抱閘失靈造成的慣走、抱死問題。

本實用新型的電動執(zhí)行器還可以輕松的與上位機進行通訊，數(shù)字化的控制技術(shù)使得系統(tǒng)的靈活性得到提高，人機對話界面更加人性化，降低了系統(tǒng)維護量。本實用新型的新型開關(guān)磁阻電機性能優(yōu)良，防護等級可達到IP67，啟動轉(zhuǎn)矩大，轉(zhuǎn)動慣量小。在結(jié)構(gòu)設(shè)計中，采用了降低噪聲減小轉(zhuǎn)矩脈動的優(yōu)化設(shè)計方法，在降低噪聲方面有了進步。

本實用新型提供的用于電動執(zhí)行器位置控制的開關(guān)磁阻電動機主要包括：電機殼、定子、轉(zhuǎn)子、電機軸、前后端蓋和位置傳感器；電機殼內(nèi)部設(shè)置定子、轉(zhuǎn)子和電機軸，轉(zhuǎn)子無繞組無永磁體，定子在轉(zhuǎn)子的外圍，繞組集中纏繞在定子上，徑向相對極的繞組串聯(lián)；位置傳感器安裝在前端蓋上與電機殼固定；轉(zhuǎn)子帶有遮光片，電機軸與電動執(zhí)行器連接。

所述的位置傳感器是包括兩個槽型光電開關(guān)，位于A相定子中心線及其一側(cè)15°機械角的位置，轉(zhuǎn)子的遮光片，旋轉(zhuǎn)時遮擋槽型光電開關(guān)，用于產(chǎn)生不同位置信號，使得控制器正確地決定導(dǎo)通和關(guān)斷時刻。

所述的轉(zhuǎn)子上均勻開有六個孔。

所述的電機軸與電動執(zhí)行器星形齒輪之間采用彈性材料作為過渡連接。

所述的機殼內(nèi)表面涂阻尼材料，清漆把定子疊片完全粘在一起。

所述的定子、轉(zhuǎn)子均由硅鋼片疊壓而成。

所述的電機殼的后端蓋上設(shè)有預(yù)留的安裝孔。

本實用新型的新型開關(guān)磁阻電動機結(jié)構(gòu)簡單，可靠性高，易維護，可調(diào)速運行，實現(xiàn)高精度位置控制，適應(yīng)雙向通電，加上開關(guān)磁阻電動機具有制動的能力，很好的解決了以交流電機為動力的傳統(tǒng)電動執(zhí)行器的現(xiàn)有難題。有效降低了系統(tǒng)的成本，解決了傳統(tǒng)電動執(zhí)行器出現(xiàn)的定位不準(zhǔn)確，位置反饋電路性能漂移，抱閘失靈造成的慣走、抱死問題。

同時，基于本實用新型的電動執(zhí)行器還可以輕松的與上位機進行通訊，數(shù)字化的控制技術(shù)使得系統(tǒng)的靈活性得到提高，人機對話界面更加人性化，降低了系統(tǒng)維護量。

基于本實用新型的新型開關(guān)磁阻電機性能優(yōu)良，防護等級可達到IP67，啟動轉(zhuǎn)矩大，轉(zhuǎn)動慣量小。在結(jié)構(gòu)設(shè)計中，采用了降低噪聲減小轉(zhuǎn)矩脈動的優(yōu)化設(shè)計方法，在降低噪聲方面有了進步，克服了電機噪聲轉(zhuǎn)矩脈動大的問題。

附圖說明

圖1為本實用新型新型開關(guān)磁阻電機的裝配圖。

圖2為本實用新型新型開關(guān)磁阻電機兩個槽型光電開關(guān)安裝位置。

圖3為轉(zhuǎn)子位置信號及對應(yīng)相電感變化。

圖4為計時零點的定子轉(zhuǎn)子相對位置。

圖5為本實用新型新型開關(guān)磁阻電機的轉(zhuǎn)子縱剖構(gòu)造圖。

圖6為現(xiàn)有開關(guān)磁阻電機的轉(zhuǎn)子縱剖結(jié)構(gòu)圖。

圖7為轉(zhuǎn)子無孔與轉(zhuǎn)子不同開孔尺寸下電機的徑向力隨轉(zhuǎn)子角度變化的曲線。

具體實施方式