[發明專利]高速高功率密度交流伺服電機

有效

• 申請號: 201610818677.5
• 申請日: 2016-09-12
• 公開（公告）號: CN106655649B
• 公開（公告）日: 2019-01-04
• 發明（設計）人: 馬幼鳴;高召
• 申請（專利權）人: 馬幼鳴;高召;北京中航科電測控技術股份有限公司
• 主分類號: H02K15/00
• 分類號: H02K15/00;H02K15/14;H02K15/02;H02K15/03;H02K15/12;C22C21/16;C22C21/14;C22C9/00;C22F1/057
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 張立改

高速高功率密度交流伺服電機，屬于電機技術領域。包括定子部分和轉子部分，定子部分包括機座、定子鐵芯、定子繞組及端蓋和軸承；轉子部分包括轉軸、轉子導磁體、永磁體和不銹鋼帶四部分組成，機座兩端安裝有前端蓋和后端蓋，機座內置有轉軸、定子鐵芯、定子繞組、轉子部分，轉子導磁體套在轉軸上，其外表面粘接瓦形永磁體，產生氣隙磁場；采用鑄造鋁合金澆注機座、前端蓋和后端蓋，并進行熱處理；采用硅鋼片加工定子鐵芯，并用硅鋼片表面氧化層作為片間絕緣，在鐵芯圓環內圓上均勻分布有與軸平行的槽，嵌放定子繞組，定子繞組采用耐高溫銅線；組裝轉子部分；將定子部分和轉子部分組合在一起。電機轉速高，功率密度大，運轉平穩。

技術領域

本發明公開了一種交流伺服電機的制備方法，特別涉及一種高速高功率密度交流伺服電機制備方法，屬于電機技術領域。

背景技術

作為增量運動控制的主流執行元件，步進電動機系統的研究與應用已經取得了長足的進步。步進電動機驅動控制技術的發展，使步進電動機系統存在的失步、震蕩、驅動電流過大(效率不高)等問題得到了不同程度改善或克服，但步進電動機固有的功率密度低的問題依然存在。此外，驅動電路與控制技術的發展，使得利用少極對數電機模擬傳統多極對數步進電動機的運行特點成為可能。例如，以交流伺服電機(三相永磁同步電機)為控制對象，實現其步進運行，使該裝置在具有傳統步進電動機系統運行特點的同時，具有高功率。

另外，近年來隨著高性能永磁材料技術、電力電子技術、微電子技術飛速的發展以及矢量控制理論、自動控制理論研究的不斷深入，永磁同步電機伺服控制系統得到了迅速發展。作為機電伺服機構的核心動力元件，伺服電機不僅需要具有高可靠性和優良的動態性能，還必須具有較高的功率質量比密度，具有較強的耐熱力學環境能力。因此，發展高速高功率密度交流伺服電機，是目前電機研制領域亟待解決的重大課題。

為了提高電機的功率密度，通常采用以下三種方法：①合理優化電機電磁設計和采用高性能的電磁材料；②適當提高電機的額定轉速，轉速一般可高達上萬轉；③提高電機的散熱能力。中國發明專利CN105680581公開了一種高功率密度電機的定子結構，包括定子齒部鐵芯、定子軛部鐵芯和繞組，所述定子齒部鐵芯上纏繞有所述繞組，并與所述定子軛部鐵芯拼接連接，并用填充劑在真空高壓環境下進行灌封；拼接后，所述定子齒部鐵芯的頭端形成帶有間隙的環形。該發明還涉及一種高功率密度伺服電機，包括上述的定子結構、轉子及其轉子磁鋼，所述磁鋼貼于轉子鐵芯外表面，所述磁鋼外表面采用偏心結構；所述轉子位于定子結構內部，并與定子同軸；所述定子結構與轉子之間的氣隙為非均勻氣隙。該發明既能保證定子鐵芯內圓光滑，減低電機的齒槽轉矩，又能提高電機的槽滿率。中國發明專利CN103558784還公開了一種面向直流有刷伺服電機的高功率密度智能驅動器。它包括基于DSP的智能控制及處理單元，數據采集單元、智能控制輸出單元、數據存儲單元和下位機CAN總線通訊網絡連接，下位機CAN總線通訊網絡連接與CAN總線通訊網絡連接，CAN總線通訊網絡與上位機CAN總線通訊單元連接，上位機CAN總線通訊單元與系統參數設置單元連接。其優點是，采用先進處理器和先進信號處理技術實現對直流無刷電機的可靠運行，驅動負載能力強，功率密度高，體積小，系統實時性好，響應快，輸出電壓0～80V，額定輸出電流達30A；自動化程度高，具有多種控制模式和多種控制方式。