[發(fā)明專利]一種超大功率伺服電機(jī)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410429330.2
• 申請日: 2014-08-27
• 公開（公告）號: CN104682647A
• 公開（公告）日: 2015-06-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 魏娟;陳俊杰;郭喜彬;王春明;韓繼文
• 申請（專利權(quán)）人: 北京精密機(jī)電控制設(shè)備研究所;中國運(yùn)載火箭技術(shù)研究院
• 主分類號: H02K21/14
• 分類號: H02K21/14;H02K1/27;H02K3/28
• 代理公司: 北京驥馳知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11422
• 代理人: 唐曉峰

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及伺服電機(jī)領(lǐng)域，尤其涉及一種超大功率伺服電機(jī)。

背景技術(shù)

伺服電機(jī)是一種在伺服系統(tǒng)中控制機(jī)械元件運(yùn)轉(zhuǎn)的發(fā)動(dòng)機(jī)，可實(shí)現(xiàn)速度和位置的精確控制，廣泛運(yùn)用于飛行控制系統(tǒng)及多自由度傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中。

隨著伺服技術(shù)的發(fā)展，全電伺服系統(tǒng)由于具有小型化、輕質(zhì)化及集成化等特點(diǎn)，日漸受到人們的重視，與傳統(tǒng)的伺服系統(tǒng)相比，全電伺服系統(tǒng)其工作時(shí)間和動(dòng)態(tài)性能均得到大幅的提高。為了使得全電伺服系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)大功率，研制超大功率級別的伺服電機(jī)顯得尤為重要，而現(xiàn)有的伺服電機(jī)較為笨重，工作時(shí)長有限，且無法實(shí)現(xiàn)高比功率、短時(shí)峰值過載等性能指標(biāo)，使得全電伺服系統(tǒng)的發(fā)展受限。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于提出一種超大功率伺服電機(jī)，其電動(dòng)勢的正弦性高，能夠在高比功率的情況下實(shí)現(xiàn)低慣量、高轉(zhuǎn)速以及短時(shí)峰值過載等性能指標(biāo)。

為達(dá)此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

本發(fā)明提供的一種超大功率伺服電機(jī)，包括定子和轉(zhuǎn)子，所述轉(zhuǎn)子位于所述定子內(nèi)部，所述定子的中軸線與所述定子的中軸線共線，所述定子上纏繞有一層或多層使得所述電機(jī)的電動(dòng)勢接近正弦波形的繞組，所述繞組在所述定子上的分布方式為短距分布。

本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案：所述轉(zhuǎn)子包括轉(zhuǎn)子軸和磁鋼，所述磁鋼固定在所述轉(zhuǎn)子軸的外表面上，固定所述磁鋼處的所述轉(zhuǎn)子軸為非圓柱體結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案：所述磁鋼為非等厚磁鋼，其橫截面呈鐮刀狀，且充磁形式為平行充磁。

本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案：所述磁鋼上設(shè)有定子槽，所述定子槽內(nèi)嵌繞有雙層繞組，所述定子槽的數(shù)量為18個(gè)。

本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案：所述電機(jī)為三相雙節(jié)點(diǎn)電機(jī)。

本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案：每層所述三相繞組均采用Y型接線方式，兩套所述三相繞組均具有A、B、C、X、Y以及Z六個(gè)節(jié)點(diǎn)，其中節(jié)點(diǎn)Y1和節(jié)點(diǎn)Y2不接線，節(jié)點(diǎn)A1和A2、B1和B2、C1和C2分別并聯(lián)連接后從同一接線槽中引出。

本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案：還包括電氣接口、反饋元件、殼體以及第一端蓋，所述電氣接口固定在所述殼體上，所述電氣接口包括接線盒和反饋連接器，所述反饋連接器位于所述接線盒的內(nèi)部，所述反饋元件固定在所述第一端蓋上，且與所述反饋連接器電性連接。

本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案：所述反饋元件包括用于檢測轉(zhuǎn)子軸位置和速度的旋轉(zhuǎn)變壓器和變壓器壓片，所述旋轉(zhuǎn)變壓器通過所述變壓器壓片固定在所述第一端蓋上。

本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案：所述轉(zhuǎn)子還包括不銹鋼套，所述不銹鋼套套設(shè)在所述磁鋼上。

本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案：所述磁鋼的兩端設(shè)有用于消除不平衡量的平衡環(huán)。

本發(fā)明的有益效果為：

本發(fā)明提供的超大功率伺服電機(jī)通過在定子槽內(nèi)嵌繞雙層使得電機(jī)的電動(dòng)勢接近正弦波形的繞組，使得電機(jī)的繞組系數(shù)增高，適合于高速運(yùn)行，繞組在定子上的分布方式為短距分布，這種采用短距分布繞組的齒槽定位轉(zhuǎn)矩小，對諧電動(dòng)勢的削弱更為明顯，能較大改善電機(jī)電動(dòng)勢的波形。本發(fā)明提供的磁鋼為非等厚磁鋼且固定磁鋼處的轉(zhuǎn)子軸為非圓柱體結(jié)構(gòu)，采用這種非等厚的磁鋼和非圓柱體狀的轉(zhuǎn)子軸利于提高電機(jī)反電勢的正弦性。

附圖說明

圖1是本發(fā)明具體實(shí)施方式提供的超大功率伺服電機(jī)的半剖視圖；

圖2是本發(fā)明具體實(shí)施方式提供的超大功率伺服電機(jī)的左視圖；

圖3是本發(fā)明具體實(shí)施方式提供的超大功率伺服電機(jī)的右視圖；

圖4是本發(fā)明具體實(shí)施方式提供的轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是本發(fā)明具體實(shí)施方式提供的展開的繞組的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6是本發(fā)明具體實(shí)施方式提供的轉(zhuǎn)子的截面圖。

圖中：

1、殼體；2、第一端蓋；3、第二端蓋；41、鐵芯；42、繞組；51、不銹鋼套；52、轉(zhuǎn)子軸；53、軸承；54、平衡環(huán)；55、磁鋼；61、接線盒；62、動(dòng)力連接器；63、反饋連接器；71、旋轉(zhuǎn)變壓器；72、變壓器壓片。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖并通過具體實(shí)施方式來進(jìn)一步說明本發(fā)明的技術(shù)方案。

如圖1所示，本發(fā)明提供的一種30KW級超大功率伺服電機(jī)，包括殼體1、第一端蓋2、第二端蓋3、定子、轉(zhuǎn)子、電氣接口以及反饋元件，第一端蓋2和第二端蓋3分別位于殼體1的兩端端部，轉(zhuǎn)子位于定子內(nèi)部，定子的中軸線與定子的中軸線共線，即轉(zhuǎn)子和定子同軸設(shè)置，電氣接口固定在殼體1的外表面上，反饋元件固定在第一端蓋2上，反饋元件與電氣接口電性連接。