[實用新型]一種永磁伺服電機用的轉(zhuǎn)子拓撲結(jié)構(gòu)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201120450937.0
• 申請日: 2011-11-15
• 公開（公告）號: CN202309285U
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 周佰君
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江省三門縣飛達電器有限公司
• 主分類號: H02K1/27
• 分類號: H02K1/27;H02K1/28
• 代理公司: 臺州市方圓專利事務(wù)所 33107
• 代理人: 張智平;蔡正保

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型屬于電機技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種永磁伺服電機用的轉(zhuǎn)子拓撲結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)

永磁伺服電機由定子組件、轉(zhuǎn)子組件、機座端蓋組件和編碼器四部分組成。定子組件包括帶有槽的定子鐵芯和放在槽里的線圈繞組；轉(zhuǎn)子組件包括轉(zhuǎn)子鐵芯、永磁體、軸和磁鋼端部壓板。對面貼式凸裝磁鋼的轉(zhuǎn)子組件，當永磁伺服電機高速旋轉(zhuǎn)的時候處在轉(zhuǎn)子表面的磁鋼受到比較大的離心力，當這個離心力大于磁鋼的轉(zhuǎn)子鐵芯的吸引力時，磁鋼將飛離轉(zhuǎn)子，造成伺服電機的嚴重損壞。

傳統(tǒng)的處理辦法主要有兩種：第一種是磁鋼裝配到轉(zhuǎn)子鐵芯上時先用環(huán)氧樹脂等耐溫膠結(jié)劑直接粘接在轉(zhuǎn)子鐵芯上，再用纖維質(zhì)帶綁扎起來；第二種是使用非磁性的金屬套筒將永磁體套裝在轉(zhuǎn)子上。以上兩種方法都占用定轉(zhuǎn)子氣隙的空間，導(dǎo)致電機定轉(zhuǎn)子氣隙翻倍增大，有效區(qū)域利用率減少。

上述的兩種辦法都帶來會導(dǎo)致定子和轉(zhuǎn)子之間的氣隙增大，一定程度上降低了電樞反應(yīng)的強度，即減小了電樞反應(yīng)電感，同時電機的調(diào)速范圍有限；另外，由磁路計算公式可知，磁鋼磁化方向厚度和氣隙長度成正比關(guān)系，氣隙增大后需要相應(yīng)的增大磁鋼磁化方向，即增大了永磁體的厚度，導(dǎo)致了材料成本增高。

發(fā)明內(nèi)容

本實用新型針對現(xiàn)有的技術(shù)存在上述問題，提出了一種永磁伺服電機用的轉(zhuǎn)子拓撲結(jié)構(gòu)，用于實現(xiàn)減小永磁體厚度和增大電樞反應(yīng)電感，改善了低速時電機的性能和擴寬伺服電機的調(diào)速范圍。

本實用新型通過下列技術(shù)方案來實現(xiàn)：一種永磁伺服電機用的轉(zhuǎn)子拓撲結(jié)構(gòu)，包括轉(zhuǎn)軸和設(shè)置在轉(zhuǎn)軸上的轂盤，在轂盤外套有轉(zhuǎn)子鐵芯，在轉(zhuǎn)子鐵芯的外周面上均布有磁鋼片，在轂盤兩側(cè)分別固連有將磁鋼片和轉(zhuǎn)子鐵芯夾持住的鋁制壓板，其特征在于，所述的磁鋼片為月牙形，且兩片磁鋼片之間均設(shè)有將磁鋼片壓緊在轉(zhuǎn)子鐵芯上的固定結(jié)構(gòu)。

在上述的永磁伺服電機用的轉(zhuǎn)子拓撲結(jié)構(gòu)中，所述的磁鋼片厚度由中間向兩側(cè)變薄，磁鋼片的外側(cè)面的弧度系數(shù)為0.7～0.9。

月牙形的磁鋼片使其磁化方向不等厚，并從軸線由厚到薄，使定子和轉(zhuǎn)子之間的氣隙產(chǎn)生接近正弦分布的勵磁磁場。將磁鋼片制成月牙形并均布在轉(zhuǎn)子鐵芯外圓周上，這種結(jié)構(gòu)使磁路區(qū)域進行有效的分割，是電機內(nèi)部磁場空間的拓撲結(jié)構(gòu)得到優(yōu)化，提升電機功率密度和電氣性能。

在上述的永磁伺服電機用的轉(zhuǎn)子拓撲結(jié)構(gòu)中，所述磁鋼片的外側(cè)面的弧度系數(shù)為0.8。選用0.8最能接近正弦分布的勵磁磁場。

在上述的永磁伺服電機用的轉(zhuǎn)子拓撲結(jié)構(gòu)中，所述的固定結(jié)構(gòu)包括直條狀的尼龍嵌條，所述的尼龍嵌條固定在上述的轉(zhuǎn)子鐵芯上且兩側(cè)分別壓在磁鋼片上。尼龍嵌條具有一定的機械強度且其表面硬度對磁鋼片軟了很多，因此在裝配時不損壞磁鋼，同時又能保持足夠大的壓力，在電機高速旋轉(zhuǎn)時能可靠的壓住磁鋼片。

在上述的永磁伺服電機用的轉(zhuǎn)子拓撲結(jié)構(gòu)中，所述的尼龍嵌條底面的兩側(cè)邊沿為斜面，且所述斜面形成的張角A大于相鄰兩磁鋼片邊沿所形成的張角B。由于磁鋼片表面堅硬，有加工誤差，為了便于裝配，通過上述的結(jié)構(gòu)能使磁鋼片和尼龍嵌條之間在裝配時形成線接觸，保證了裝配工藝性。

在上述的永磁伺服電機用的轉(zhuǎn)子拓撲結(jié)構(gòu)中，所述的尼龍嵌條頂面的中心上設(shè)有下凹的弧形凹槽。這種形狀保證了裝配的便利，同時在負載尤其是重負載時電機發(fā)熱導(dǎo)致尼龍尼龍膨脹預(yù)留了空間，而且尼龍嵌條成對的固定在每個磁鋼片側(cè)邊，當尼龍嵌條受熱膨脹時增加了磁鋼片壓向軸心的壓力，周向的作用力相互抵消，不會導(dǎo)致磁鋼片位移。

在上述的永磁伺服電機用的轉(zhuǎn)子拓撲結(jié)構(gòu)中，所述鋁制壓板的邊緣設(shè)有數(shù)量與上述的尼龍嵌條一一對應(yīng)的折邊，所述折邊內(nèi)側(cè)面傾斜且與上述的尼龍嵌條形成夾角。這種結(jié)構(gòu)便于鋁制壓板裝配，消除加工誤差的影響。

在上述的永磁伺服電機用的轉(zhuǎn)子拓撲結(jié)構(gòu)中，所述的尼龍嵌條粘接在轉(zhuǎn)子鐵芯上，且通過螺釘穿過尼龍嵌條連接到轉(zhuǎn)子鐵芯上，在尼龍嵌條與上述折邊形成的夾角內(nèi)填充使兩者粘接在一起的耐溫膠。通過上述的方式將尼龍嵌條固定在轉(zhuǎn)子鐵芯上，這種方式固定牢固，尼龍嵌條不易脫落。

現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有以下優(yōu)點：

1、由于將磁鋼片制成月牙形，使得磁鋼片兩側(cè)的厚度變薄，節(jié)省了價格較貴的磁鋼材料，降低了成本。

2、同時，磁鋼片和磁鋼片之間的周向存在空余的20％左右的區(qū)域，在這部分空間內(nèi)設(shè)置尼龍嵌條，在電機溫度升高時，尼龍嵌條受熱膨脹擠壓磁鋼片，使得磁鋼片固定更加牢固。

3、由于磁鋼片的厚度減小，使得轉(zhuǎn)子和定子之間的氣隙可以相應(yīng)的減小，在一定程度上增強了電樞反應(yīng)的強度，即增大電樞反應(yīng)的電感，改善了低速時的電機性能，擴寬伺服電機的調(diào)速范圍。