[實用新型]永磁同步寬調速主軸電機

有效

• 申請號: 200920034199.4
• 申請日: 2009-08-12
• 公開（公告）號: CN201450375U
• 公開（公告）日: 2010-05-05
• 發明（設計）人: 尚立庫
• 申請（專利權）人: 西安合升動力科技有限公司
• 主分類號: H02K1/22
• 分類號: H02K1/22;H02K1/27;H02K1/28
• 代理公司: 西安創知專利事務所 61213
• 代理人: 李子安

技術領域

本實用新型涉及一種電動機，具體涉及一種永磁同步寬調速主軸電機。

背景技術

對于數控機床主軸驅動電機，或稱主軸電機，目前大多采用異步電動機變頻驅動方式，電機額定轉速為1500rpm左右，最高轉速為8000rpm左右，采用強制風冷結構。這種電機的優點是價格較低、調速范圍較寬，所存在的問題是低速轉矩不足、控制精度較差以及體積較大。

作為數控機床坐標軸驅動電機，或稱伺服電機，目前大多采用永磁同步電機。電機額定轉速為3000rpm，最高轉速為6000rpm，采用自然風冷結構。這種電機的優點是低速控制精度高、輸出轉矩大、體積小，所存在的問題是調速范圍窄，長期連續工作時電機發熱嚴重。

作為數控機床內置或后置式主軸驅動電機，或稱電主軸，通常采用的驅動方式有異步電動機變頻驅動和永磁同步電機驅動兩種。電機額定轉速為6000rpm左右，最高轉速為20000rpm以上，一般采用強制水冷結構。電機的優點是調速范圍寬、低速轉矩大，所存在問題是異步電機體積太大，永磁同步電機價格昂貴。

實用新型內容

本實用新型的目的在于針對上述現有技術的不足，提供一種具有優化的磁路結構、較寬的調速范圍和較低制造成本的永磁同步寬調速主軸電機。

為實現上述目的，本實用新型所采用的技術方案是：一種永磁同步寬調速主軸電機，包括設置有冷卻風道的殼體和分別設置在殼體兩端的前法蘭與后法蘭，前法蘭和后法蘭分別通過軸承與主軸連接，殼體的內壁上設置有定子，主軸的后端設置有編碼器，其特征在于：所述主軸上軸向并列設置有多個轉子模塊，多個轉子模塊之間設置有間隔環。

本實用新型與現有技術相比具有以下優點：

本實用新型具有磁路結構簡單、合理，易于弱磁擴速，便于生產制造等特點，在發揮永磁同步電機低速大轉矩等特點的同時，利用磁場強度與體積之間的合理妥協與優化，充分擴大永磁同步電機的恒功率調速范圍，使恒功率調速范圍大于1∶4，從而使低速大轉矩和恒功率寬調速在同一永磁同步電機上同時得以實現。

附圖說明

圖1為本實用新型的結構示意圖。

圖2為本實用新型轉子模塊的組裝圖。

圖3為本實用新型轉子模塊的立體圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本實用新型做詳細說明。

如圖1所示，本實用新型包括設置有冷卻風道的殼體1和分別設置在殼體1兩端的前法蘭2與后法蘭3，前法蘭2和后法蘭3分別通過軸承7與主軸5連接，殼體1的內壁上設置有定子4，主軸5的后端設置有編碼器13，所述主軸5上軸向并列設置有多個轉子模塊6，轉子模塊6與所述定子4之間的氣隙長度為同功率永磁同步電機氣隙長度的1.5～3倍；多個轉子模塊6之間設置有間隔環12。

如圖2和圖3所示，所述轉子模塊6包括通過孔8與主軸5相連接的轉子鐵芯9，轉子鐵芯9由矽鋼片構成，在轉子鐵芯9的外圓上通過厭氧膠沿圓周粘貼有多個永磁塊10，在轉子鐵芯9和永磁塊10的兩端各套裝有一個中心設有通孔、圓蓋狀的不銹鋼扣套11；所述永磁塊10由釤鈷磁鋼制成。

本實用新型主軸電機的轉子采用轉子模塊式結構，在不改變轉子徑向尺寸的情況下，只需通過軸向增加模塊數量，即可提高電機輸出轉矩和功率等級。

組成轉子模塊6的永磁塊10采用釤鈷磁鋼制成。由該種材料制成的永磁塊10能夠降低氣隙磁場強度，減少控制器的弱磁深度，使電機擴速時對驅動器的控制強度降低。

轉子模塊6與定子4之間采用同功率永磁同步電機1.5～3倍的氣隙長度，加大氣隙長度，能夠有效減弱永磁磁阻，提升電機最高轉速。

轉子模塊6采用不銹鋼扣套11加固，將兩個不銹鋼扣套11從轉子鐵芯9的兩端相對地將永磁塊10與轉子鐵芯9緊扣在一起，從而在不影響磁場分布和轉子轉動慣量的前提下，在確保電機在高速旋轉的狀況下，加強了轉子模塊6的機械強度。

間隔環12設置在多個轉子模塊6之間，用于保證轉子模塊6裝配的平行度。