專利名稱：一種永磁伺服電機(jī)用的轉(zhuǎn)子拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種永磁伺服電機(jī)用的轉(zhuǎn)子拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
永磁伺服電機(jī)由定子組件、轉(zhuǎn)子組件、機(jī)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(duì)面貼式凸裝磁鋼的轉(zhuǎn)子組件，當(dāng)永磁伺服電機(jī)高速旋轉(zhuǎn)的時(shí)候處在轉(zhuǎn)子表面的磁鋼受到比較大的離心力，當(dāng)這個(gè)離心力大于磁鋼的轉(zhuǎn)子鐵芯的吸引力時(shí)，磁鋼將飛離轉(zhuǎn)子，造成伺服電機(jī)的嚴(yán)重?fù)p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(shí)先用環(huán)氧樹(shù)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(lái)；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(jī)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(lái)會(huì)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(qiáng)度，即減小了電樞反應(yīng)電感，同時(shí)電機(jī)的調(diào)速范圍有限；另外，由磁路計(jì)算公式可知，磁鋼磁化方向厚度和氣隙長(zhǎng)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
本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有的技術(shù)存在上述問(wèn)題，提出了一種永磁伺服電機(jī)用的轉(zhuǎn)子拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，用于實(shí)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(shí)電機(jī)的性能和擴(kuò)寬伺服電機(jī)的調(diào)速范圍。本發(fā)明通過(guò)下列技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)一種永磁伺服電機(jī)用的轉(zhuǎn)子拓?fù)浣Y(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(jī)用的轉(zhuǎn)子拓?fù)浣Y(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(lì)磁磁場(chǎng)。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(jìn)行有效的分割，是電機(jī)內(nèi)部磁場(chǎng)空間的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)得到優(yōu)化，提升電機(jī)功率密度和電氣性能。在上述的永磁伺服電機(jī)用的轉(zhuǎn)子拓?fù)浣Y(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(lì)磁磁場(chǎng)。在上述的永磁伺服電機(jī)用的轉(zhuǎn)子拓?fù)浣Y(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(jī)械強(qiáng)度且其表面硬度對(duì)磁鋼片軟了很多，因此在裝配時(shí)不損壞磁鋼，同時(shí)又能保持足夠大的壓力，在電機(jī)高速旋轉(zhuǎn)時(shí)能可靠的壓住磁鋼片。在上述的永磁伺服電機(jī)用的轉(zhuǎn)子拓?fù)浣Y(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(jiān)硬，有加工誤差，為了便于裝配，通過(guò)上述的結(jié)構(gòu)能使磁鋼片和尼龍嵌條之間在裝配時(shí)形成線接觸，保證了裝配工藝性。在上述的永磁伺服電機(jī)用的轉(zhuǎn)子拓?fù)浣Y(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(shí)在負(fù)載尤其是重負(fù)載時(shí)電機(jī)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(duì)的固定在每個(gè)磁鋼片側(cè)邊，當(dāng)尼龍嵌條受熱膨脹時(shí)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(huì)導(dǎo)致磁鋼片位移。在上述的永磁伺服電機(jī)用的轉(zhuǎn)子拓?fù)浣Y(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(duì)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(jī)用的轉(zhuǎn)子拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中，所述的尼龍嵌條粘接在轉(zhuǎn)子鐵芯上，且通過(guò)螺釘穿過(guò)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(guò)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，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)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(jià)格較貴的磁鋼材料，降低了成本。2、同時(shí)，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(jī)溫度升高時(shí)，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(qiáng)了電樞反應(yīng)的強(qiáng)度，即增大電樞反應(yīng)的電感，改善了低速時(shí)的電機(jī)性能，擴(kuò)寬伺服電機(jī)的調(diào)速范圍。


圖1是本發(fā)明的側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本發(fā)明的剖視結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是圖1中A部分的放大結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是圖1中B部分的放大結(jié)構(gòu)示意圖。圖5是圖2中C部分的放大結(jié)構(gòu)示意圖。圖中，1、轉(zhuǎn)軸；2、轂盤；3、轉(zhuǎn)子鐵芯；4、磁鋼片；5、鋁制壓板；51、折邊；6、尼龍嵌條；61、斜面；62、弧形凹槽；7、螺釘；8、耐溫膠。
具體實(shí)施例方式以下是本發(fā)明的具體實(shí)施例，并結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步的描述， 但本發(fā)明并不限于這些實(shí)施例。
如圖1和圖2所示，本發(fā)明包括轉(zhuǎn)軸1和設(shè)置在轉(zhuǎn)軸1上的轂盤2，在轂盤2外套有轉(zhuǎn)子鐵芯3，轉(zhuǎn)子鐵芯3是由沖片疊壓而成，在轉(zhuǎn)子鐵芯3與轂盤2之間形成過(guò)盈配合，在轉(zhuǎn)子鐵芯3的外周面上通過(guò)耐溫膠8均勻地粘接有磁鋼片4，也可以不涂耐溫膠8或者涂少量的耐溫膠8。每個(gè)磁鋼片4為月牙形，磁鋼片4厚度由中間向兩側(cè)變薄，月牙形的磁鋼片 4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(lì)磁磁場(chǎng)。磁鋼片4的外側(cè)面的弧度系數(shù)為0. 7 0. 9，選用0. 8最能接近正弦分布的勵(lì)磁磁場(chǎng)。因此磁鋼片4和磁鋼片4之間的周向存在空余的20%左右的區(qū)域，在該區(qū)域內(nèi)即兩片磁鋼片4之間均設(shè)有將磁鋼片4壓緊在轉(zhuǎn)子鐵芯3上的固定結(jié)構(gòu)。將磁鋼片4制成月牙形并均布在轉(zhuǎn)子鐵芯3外圓周上，這種結(jié)構(gòu)使磁路區(qū)域進(jìn)行有效的分割，是電機(jī)內(nèi)部磁場(chǎng)空間的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)得到優(yōu)化，提升電機(jī)功率密度和電氣性能。如圖2所示，在轂盤2兩側(cè)分別固連有將磁鋼片4和轉(zhuǎn)子鐵芯3夾持住的鋁制壓板5。每個(gè)鋁制壓板5通過(guò)六個(gè)螺釘固定在轂盤2上。結(jié)合圖2，如圖4所示，鋁制壓板5 的邊緣設(shè)有數(shù)量與尼龍嵌條6 —一對(duì)應(yīng)的折邊51，折邊51內(nèi)側(cè)面傾斜且與尼龍嵌條6形成夾角。為了方便裝配，如圖5所示，在折邊51和磁鋼片4之間設(shè)有裝配間隙。結(jié)合圖1，如圖3所示，固定結(jié)構(gòu)包括尼龍嵌條6，尼龍嵌條6固定在轉(zhuǎn)子鐵芯3上且兩側(cè)分別壓在磁鋼片4上。尼龍嵌條6通過(guò)耐溫膠8粘接在轉(zhuǎn)子鐵芯3上，且通過(guò)細(xì)小的螺釘7穿過(guò)尼龍嵌條6連接到轉(zhuǎn)子鐵芯3上，在尼龍嵌條6與折邊7形成的夾角內(nèi)填充使兩者粘接在一起的耐溫膠8。如圖3所示，為了使尼龍嵌條6壓住磁鋼片4，尼龍嵌條6 底面的兩側(cè)邊沿為斜面61，且斜面61形成的張角A大于相鄰兩磁鋼片4邊沿所形成的張角B。尼龍嵌條6頂面的中心上設(shè)有下凹的弧形凹槽62，因此在尼龍嵌條6受熱膨脹時(shí)能夠增加磁鋼片4壓向軸心的壓力，且周向的作用力相互抵消，不會(huì)導(dǎo)致磁鋼片4位移。本文中所描述的具體實(shí)施例僅僅是對(duì)本發(fā)明精神作舉例說(shuō)明。本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)所描述的具體實(shí)施例做各種各樣的修改或補(bǔ)充或采用類似的方式替代，但并不會(huì)偏離本發(fā)明的精神或者超越所附權(quán)利要求書(shū)所定義的范圍。盡管本文較多地使用了本體1、接線盒2、通孔3、接線柱4、蓋子5、固定槽6等術(shù)語(yǔ)，但并不排除使用其它術(shù)語(yǔ)的可能性。使用這些術(shù)語(yǔ)僅僅是為了更方便地描述和解釋本發(fā)明的本質(zhì)；把它們解釋成任何一種附加的限制都是與本發(fā)明精神相違背的。
權(quán)利要求
1.一種永磁伺服電機(jī)用的轉(zhuǎn)子拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，包括轉(zhuǎn)軸(1)和設(shè)置在轉(zhuǎn)軸(1)上的轂盤 0)，在轂盤(2)外套有轉(zhuǎn)子鐵芯(3)，在轉(zhuǎn)子鐵芯(3)的外周面上均布有磁鋼片，在轂盤(2)兩側(cè)分別固連有將磁鋼片(4)和轉(zhuǎn)子鐵芯(3)夾持住的鋁制壓板(5)，其特征在于， 所述的磁鋼片(4)為月牙形，且兩片磁鋼片(4)之間均設(shè)有將磁鋼片(4)壓緊在轉(zhuǎn)子鐵芯(3)上的固定結(jié)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求2所述的永磁伺服電機(jī)用的轉(zhuǎn)子拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，其特征在于，所述的磁鋼片⑷厚度由中間向兩側(cè)變薄，磁鋼片⑷的外側(cè)面的弧度系數(shù)為0.7 0.9。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的永磁伺服電機(jī)用的轉(zhuǎn)子拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，其特征在于，所述磁鋼片(4)的外側(cè)面的弧度系數(shù)為0.8。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的永磁伺服電機(jī)用的轉(zhuǎn)子拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，其特征在于，所述的固定結(jié)構(gòu)包括直條狀的尼龍嵌條(6)，所述的尼龍嵌條(6)固定在上述的轉(zhuǎn)子鐵芯(3) 上且兩側(cè)分別壓在磁鋼片(4)上。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的永磁伺服電機(jī)用的轉(zhuǎn)子拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，其特征在于，所述的尼龍嵌條(6)底面的兩側(cè)邊沿為斜面(61)，且所述斜面(61)形成的張角A大于相鄰兩磁鋼片 (4)邊沿所形成的張角B。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的永磁伺服電機(jī)用的轉(zhuǎn)子拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，其特征在于，所述的尼龍嵌條(6)頂面的中心上設(shè)有下凹的弧形凹槽(62)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的永磁伺服電機(jī)用的轉(zhuǎn)子拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，其特征在于，所述鋁制壓板(5)的邊緣設(shè)有數(shù)量與上述的尼龍嵌條(6) —一對(duì)應(yīng)的折邊(51)，所述折邊(51)內(nèi)側(cè)面傾斜且與上述的尼龍嵌條(6)形成夾角。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的永磁伺服電機(jī)用的轉(zhuǎn)子拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，其特征在于，所述的尼龍嵌條(6)粘接在轉(zhuǎn)子鐵芯C3)上，且通過(guò)螺釘(7)穿過(guò)尼龍嵌條(6)連接到轉(zhuǎn)子鐵芯(3) 上，在尼龍嵌條(6)與上述折邊(51)形成的夾角內(nèi)填充使兩者粘接在一起的耐溫膠(8)。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種永磁伺服電機(jī)用的轉(zhuǎn)子拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，屬于伺服電機(jī)技術(shù)領(lǐng)域。它解決了現(xiàn)有伺服電機(jī)轉(zhuǎn)子的永磁體厚度較大以及安裝結(jié)構(gòu)占用定轉(zhuǎn)子氣隙的空間的問(wèn)題。本永磁伺服電機(jī)用的轉(zhuǎn)子拓?fù)浣Y(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，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)。本轉(zhuǎn)子拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)減小了永磁體厚度，占用空間小，增大了電樞反應(yīng)電感，改善了低速時(shí)電機(jī)的性能和擴(kuò)寬伺服電機(jī)的調(diào)速范圍。
文檔編號(hào)H02K1/27GK102510147SQ20111036042
公開(kāi)日2012年6月20日 申請(qǐng)日期2011年11月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月15日
發(fā)明者周佰君 申請(qǐng)人:浙江省三門縣飛達(dá)電器有限公司