[實(shí)用新型]一種單對(duì)極有限轉(zhuǎn)角力矩電機(jī)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202022634345.6
• 申請(qǐng)日: 2020-11-13
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN213959845U
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-08-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 申志剛;龍軍;周啟榮
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 陜西超倫機(jī)電科技有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H02K1/27
• 分類(lèi)號(hào): H02K1/27;H02K1/16;H02K3/28;H02K5/173;H02K26/00
• 代理公司: 西安智邦專(zhuān)利商標(biāo)代理有限公司 61211
• 代理人: 鄭麗紅

本實(shí)用新型提供一種單對(duì)極有限轉(zhuǎn)角力矩電機(jī)，解決現(xiàn)有有限轉(zhuǎn)角力矩電機(jī)力矩輸出能力較低的問(wèn)題。該單對(duì)極有限轉(zhuǎn)角力矩電機(jī)包括定子和轉(zhuǎn)子；轉(zhuǎn)子包括中間轉(zhuǎn)軸和設(shè)置在中間轉(zhuǎn)軸上的一對(duì)永磁體構(gòu)成的主磁極，其特殊之處在于：轉(zhuǎn)子還包括設(shè)置在中間轉(zhuǎn)軸上的一對(duì)永磁體構(gòu)成的輔助磁極；輔助磁極和主磁極結(jié)構(gòu)相同，且在中間轉(zhuǎn)軸表面交替均勻分布；輔助磁極的磁場(chǎng)方向與主磁極相同。本實(shí)用新型有限轉(zhuǎn)角力矩電機(jī)的轉(zhuǎn)子采用聚磁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，即中間轉(zhuǎn)軸上設(shè)置有一對(duì)主磁極以及一對(duì)輔助磁極，且輔助磁極的磁場(chǎng)方向與主磁極相同，此種設(shè)置可以提高工作氣隙的磁通，增強(qiáng)輸出力矩的能力，保證電機(jī)在較大工作范圍內(nèi)具有較高的輸出力矩。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及有限轉(zhuǎn)角力矩電機(jī)，具體涉及一種單對(duì)極有限轉(zhuǎn)角力矩電機(jī)。

背景技術(shù)

在諸多控制領(lǐng)域，為滿(mǎn)足某些特殊的技術(shù)要求，需要執(zhí)行機(jī)構(gòu)可以在有限角度內(nèi)作反復(fù)偏擺運(yùn)動(dòng)。通常情況下，可以利用旋轉(zhuǎn)電機(jī)加機(jī)械傳動(dòng)裝置如曲柄擺桿、齒輪或限位開(kāi)關(guān)等實(shí)現(xiàn)反復(fù)偏擺運(yùn)動(dòng)，但此種方式存在著結(jié)構(gòu)復(fù)雜、魯棒性差、中間傳動(dòng)裝置效率損失大，可靠性差等缺點(diǎn)。盡管也可通過(guò)旋轉(zhuǎn)電機(jī)加閉環(huán)控制算法實(shí)現(xiàn)反復(fù)偏擺運(yùn)動(dòng)，以省去中間的機(jī)械傳動(dòng)環(huán)節(jié)，但此種方式存在系統(tǒng)控制算法復(fù)雜、成本高、維護(hù)困難等缺點(diǎn)。

有限轉(zhuǎn)角力矩電機(jī)(Limited Angle Torque Motor,LATM)是一種新型電機(jī)，其無(wú)需另加復(fù)雜的機(jī)械傳動(dòng)裝置便可實(shí)現(xiàn)在有限轉(zhuǎn)角內(nèi)反復(fù)擺動(dòng)，運(yùn)行范圍一般小于180°，又被稱(chēng)為“擺動(dòng)電機(jī)”。雖然有限轉(zhuǎn)角力矩電機(jī)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)類(lèi)似于常規(guī)旋轉(zhuǎn)電機(jī)，但其具有功率密度高、控制方式簡(jiǎn)單、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，使得有限轉(zhuǎn)角力矩電機(jī)廣泛應(yīng)用于紅外成像、航空伺服閥、衛(wèi)星天線定位、遙測(cè)雷達(dá)、微型機(jī)器人關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)等領(lǐng)域。

有限轉(zhuǎn)角力矩電機(jī)的研究歷史始于20世紀(jì)60年代，受永磁材料磁性能的限制，最初的結(jié)構(gòu)大多為雙邊勵(lì)磁機(jī)構(gòu)，且勵(lì)磁多為電勵(lì)磁方式。隨著永磁材料及電力電子驅(qū)動(dòng)器件的發(fā)展，永磁式有限轉(zhuǎn)角力矩電機(jī)逐步成為研究和應(yīng)用的熱點(diǎn)。特別是在航空航天這類(lèi)對(duì)于電機(jī)的尺寸、重量及可靠性要求極其嚴(yán)格的領(lǐng)域，永磁式有限轉(zhuǎn)角力矩電機(jī)的地位更為突出。但是，現(xiàn)有的有限轉(zhuǎn)角力矩電機(jī)力矩輸出能力較低，若要增加輸出力矩，則電機(jī)尺寸和結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，不能滿(mǎn)足小尺寸的使用要求。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的是解決現(xiàn)有有限轉(zhuǎn)角力矩電機(jī)力矩輸出能力較低的問(wèn)題，提供一種單對(duì)極有限轉(zhuǎn)角力矩電機(jī)。

為實(shí)現(xiàn)以上實(shí)用新型目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案為：

一種單對(duì)極有限轉(zhuǎn)角力矩電機(jī)，包括定子和轉(zhuǎn)子；所述轉(zhuǎn)子包括中間轉(zhuǎn)軸和設(shè)置在中間轉(zhuǎn)軸上的一對(duì)永磁體構(gòu)成的主磁極，其特殊之處在于：所述轉(zhuǎn)子還包括設(shè)置在中間轉(zhuǎn)軸上的一對(duì)永磁體構(gòu)成的輔助磁極；所述輔助磁極和主磁極結(jié)構(gòu)相同，且在中間轉(zhuǎn)軸表面交替均勻分布；所述輔助磁極的磁場(chǎng)方向與主磁極相同。

進(jìn)一步地，所述輔助磁極和主磁極為瓦片結(jié)構(gòu)，通過(guò)表貼方式固定在中間轉(zhuǎn)軸表面。

進(jìn)一步地，還包括套裝在輔助磁極和主磁極表面的磁極保護(hù)套；所述磁極保護(hù)套為非導(dǎo)磁不銹鋼材料。

進(jìn)一步地，所述定子包括機(jī)殼、定子鐵芯和繞組，所述機(jī)殼為圓筒形，內(nèi)部嵌裝帶齒槽的定子鐵芯，所述繞組鑲嵌在各個(gè)齒槽中。

進(jìn)一步地，所述繞組為單相、單層、分布式繞組。

進(jìn)一步地，所述定子鐵芯的齒槽數(shù)為12槽。

進(jìn)一步地，所述中間轉(zhuǎn)軸通過(guò)陶瓷深溝球軸承設(shè)置在前端蓋和后端蓋上，所述前端蓋和后端蓋分別設(shè)置在機(jī)殼的前端面和后端面。

進(jìn)一步地，所述中間轉(zhuǎn)軸采用導(dǎo)磁不銹鋼20Cr13制成。

進(jìn)一步地，所述輔助磁極和主磁極為釤鈷磁鋼制成的磁極。

進(jìn)一步地，所述釤鈷磁鋼為釤鈷永磁合金XGS239/143。