[實用新型]一種正弦分布式的交流伺服電機轉(zhuǎn)子

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201420307274.0
• 申請日: 2014-06-11
• 公開（公告）號: CN203984111U
• 公開（公告）日: 2014-12-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 馮家任;田立紅
• 申請（專利權(quán)）人: 南通大任永磁電機制造有限公司
• 主分類號: H02K1/27
• 分類號: H02K1/27;H02K21/02
• 代理公司: 無
• 代理人: 無

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型屬于電動機領(lǐng)域，特別涉及到一種交流永磁同步電機。?

背景技術(shù)

永磁同步電動機需要正弦波分布的電動勢與正弦波電流相互作用，產(chǎn)生平穩(wěn)的電磁轉(zhuǎn)矩，得到最佳的矢量控制效果；如果永磁電機氣隙磁密呈現(xiàn)正弦分布，就能得到正弦波形良好的相電動勢。在通常的永磁電機轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu)中，由永磁體產(chǎn)生的氣隙磁密不是自然呈現(xiàn)正弦分布，需要特殊的方法進(jìn)行氣隙磁密波形的調(diào)整。目前永磁電動機的轉(zhuǎn)子永磁體安放位置和固定方法追求的是盡可能少漏磁的嵌入方式和表面粘貼方式，這兩種方式都無法自動生成正弦波型；采用復(fù)雜的磁材形狀會導(dǎo)致加工方法復(fù)雜、成本高;而減少極間漏磁越少越好的方式，無法直接得到完整的正弦波型分布的主磁場。本方法可以兼顧磁路設(shè)計與磁材制作、電機制造的便利，使得永磁電機反電動勢呈現(xiàn)正弦波形。?

發(fā)明內(nèi)容

本實用新型的目的是，永磁體采用便于加工節(jié)省成本的矩形和工藝簡單的嵌入式結(jié)構(gòu)，通過調(diào)整磁性材料的位置和轉(zhuǎn)子各部位的尺寸關(guān)系,使電動機在磁性材料磁場損失最少的情況下，使電動機的氣隙磁場呈完整的正弦波型分布。?

為了實現(xiàn)上述目的,本實用新型采取的技術(shù)方案是：一種正弦分布式的交流伺服電機轉(zhuǎn)子，其特征在于轉(zhuǎn)子上有放置矩形永磁體的梯形槽孔，所述梯形槽孔上邊和所述梯形槽孔下邊與平分圓周的中心線相垂直；相鄰兩永磁體槽孔的“斜邊”相互平行，即所述梯形槽孔上邊和所述梯形槽孔一條側(cè)邊的夾角等于所述梯形槽孔上邊和所述梯形槽孔另一條側(cè)邊的夾角并且都等于90o-（360o/電機極數(shù)）；所述永磁體插入所述梯形槽孔內(nèi)，所述永磁體并不能填滿所述梯形槽孔，所述梯形槽孔的斜角部分為空隙。

所述轉(zhuǎn)子的各個尺寸：d1，永磁體距離中心的距離；d2，永磁體距離轉(zhuǎn)子邊緣的最大距離；a1，相鄰兩永磁體槽孔距離；a2，永磁體槽孔距離轉(zhuǎn)子外緣最小距離；a3，相鄰兩永磁體邊緣最大距離；各尺寸的數(shù)值決定了電機的反電動勢曲線是否接近正弦波形曲線。

通過下面步驟可以得出優(yōu)化的反電動勢正弦波形曲線：

（1）確定a1和a2值，??

（2）確定d2=d/2-(d/2-a2-0.5a1ctg180/n)cos(180/n)-0.5a1/sin(180/n)，

（3）通過電磁計算公式得出其余尺寸，

其中，d為電機轉(zhuǎn)子直徑，n為電機極數(shù)。

通過采用上述措施即可以得到完整的正弦波形分布，又可以最大程度的得到電機的轉(zhuǎn)矩，加以定子斜槽，較大消弱了齒諧波，并抑制了齒槽效應(yīng)，減小了力矩波動，大大提高了系統(tǒng)的低速平穩(wěn)性。上述永磁體的加工成形、沖磁、固定都容易實現(xiàn)。永磁體是簡單的平板形，沖磁磁場強度均勻分布，固定時槽孔自然定位。這些因素減小了電動機制造成本，增加了永磁電機的效能，提高了生產(chǎn)效率，非常適合大批量生產(chǎn)。

本實用新型的創(chuàng)新是，本電動機以調(diào)整磁性材料位置與轉(zhuǎn)子各部位尺寸關(guān)系的方法、以低生產(chǎn)成本的代價使電動機的反電勢為完整的正弦波形。

附圖說明

圖1為本實用新型正弦分布式的交流伺服電機轉(zhuǎn)子圖形；?

圖2為本實用新型具體實施方案的交流伺服電機轉(zhuǎn)子圖形；

附圖1中，各標(biāo)號所代表的組件列表如下：1永磁體，2永磁體槽孔，3主磁路，4漏磁磁路，

A梯形槽孔上邊、B梯形槽孔左邊、C梯形槽孔下邊、D梯形槽孔右邊

d轉(zhuǎn)子直徑、d1永磁體距離中心的距離、d2永磁體距離轉(zhuǎn)子邊緣的最大距離

a1相鄰兩永磁體槽孔距離、a2永磁體槽孔距離轉(zhuǎn)子外緣最小距離、a3相鄰兩永磁體邊緣最大距離

具體實施方式

參照圖2一種正弦分布式的交流伺服電機轉(zhuǎn)子，其特征在于轉(zhuǎn)子上有放置矩形永磁體的梯形槽孔，所述梯形槽孔上邊A和所述梯形槽孔下邊C與平分圓周的中心線相垂直；相鄰兩永磁體槽孔的“斜邊”相互平行，即所述梯形槽孔上邊A和所述梯形槽孔左邊B的夾角等于所述梯形槽孔上邊A和所述梯形槽孔右邊D的夾角并且都等于90o-（360o/電機極數(shù)）；所述永磁體插入所述梯形槽孔內(nèi)，所述永磁體并不能填滿所述梯形槽孔，所述梯形槽孔的斜角部分為空隙。?

所述轉(zhuǎn)子的各個尺寸：d1，永磁體距離中心的距離、d2，永磁體距離轉(zhuǎn)子邊緣的最大距離、a1，相鄰兩永磁體槽孔距離、a2，永磁體槽孔距離轉(zhuǎn)子外緣最小距離、a3，相鄰兩永磁體邊緣最大距離，各尺寸的大小決定了電機最后的性能曲線是否接近正弦曲線。

通過下面步驟可以得出優(yōu)化的曲線：

（1）確定a1和a2值，a1=3.5mm，a2=3.5mm，