一種雙定子軸向磁通弧形永磁電的制造方法
【專利摘要】本發明涉及一種雙定子軸向磁通弧形永磁電機，屬于有限轉角永磁電機【技術領域】。轉子由弧形轉子鐵心、安裝在弧形轉子鐵心左側和右側的永磁體組成，雙定子部件由位于弧形轉子左側的左側弧形定子和位于轉子右側的右側定子組成。本發明的左側弧形定子與弧形轉子鐵芯、左側永磁體組成左側軸向磁通弧形永磁電機，右側弧形定子與弧形轉子鐵芯、右側永磁體組成右側軸向磁通弧形永磁電機，兩弧形永磁電機的轉矩相疊加作為整個電機的輸出轉矩，提高了電機的功率密度和轉矩密度，可作為掃描結構的直接驅動方式，解決了現有掃描機構里“高速伺服電機+齒輪組+齒圈”等構成的間接驅動方式帶來的系統振動、運動響應慢、動態剛度差等問題。
【專利說明】一種雙定子軸向磁通弧形永磁電機
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種雙定子軸向磁通弧形永磁電機，屬于電機【技術領域】，具體涉及一種在有限轉角內運動的雙定子軸向磁通弧形永磁電機。
【背景技術】
[0002]現有的掃描伺服機構多采用由“高速伺服電機+齒輪組+齒圈”等構成的間接驅動方式，這種通過齒輪嚙合的傳動結構不可避免地存在非線性摩擦力、間隔死區及彈性變形，在完成啟動、加速、減速、反轉及制動等運動時，容易造成系統振動、運動響應慢、動態剛度差，這些固有的缺陷都使得掃描機構在進一步提高其調速性能和定位能力時難以實現技術性突破。而由弧形力矩電機直接驅動的方式則能夠有效地解決上述問題，采用弧形永磁電機作為有限轉角執行機構的直接驅動式伺服系統是一種前沿、新型的電傳動系統，可以直接驅動掃描機構在有限轉角內作往復運動，取消從驅動電機到方位掃描機構之間的中間傳動環節，安裝簡單，可靠性高，并且可以有效減小伺服機構的體積和重量；把控制對象同電機做成一體化結構，傳動結構緊湊，不存在傳動間隙，消除了中間環節的累積誤差，使系統具有極高的動態剛度和定位精度，有助于提高伺服跟蹤的響應速度、伺服帶寬和控制精度。
【發明內容】
[0003]本發明的目的是為了解決現有的掃描伺服機構多采用由“高速伺服電機+齒輪組+齒圈”等構成的間接驅動方式帶來的系統振動、運動響應慢、動態剛度差的問題，提供一種雙定子軸向磁通弧形永磁電機。
[0004]本發明的目的是通過以下技術方案實現的。
[0005]本發明的一種雙定子軸向磁通弧形永磁電機，包括左側弧形定子、左側支撐支架、弧形轉子鐵芯、左側永磁體、右側永磁體、右側支撐支架、右側弧形定子、緊固螺釘和底座；所述的弧形轉子鐵芯為的截面為T型，弧形轉子鐵芯包括支撐部分和有效工作部分；弧形轉子鐵芯、左側永磁體和右側永磁體組成轉子，其中左側永磁體的N、S極交替排列在弧形轉子鐵芯左側，右側永磁體的N、S極交替排列在弧形轉子鐵芯右側；左側弧形定子位于轉子左側，右側弧形定子位于轉子右側，左側弧形定子和右側弧形定子正對安裝并組成電機雙定子；其中左側弧形定子由左側弧形定子鐵芯和左側電樞繞組組成，左側弧形定子鐵芯沿圓周方向分布若干徑向槽A，徑向槽A內安裝左側電樞繞組；右側弧形定子由右側弧形定子鐵芯和右側電樞繞組組成，右側弧形定子鐵芯沿圓周方向分布若干徑向槽B，徑向槽B內安裝右側電樞繞組；雙定子和弧形轉子之間通過左側支撐支架和右側支撐支架連接；其中，左側弧形定子鐵芯正對左側永磁體，右側弧形定子鐵芯正對右側永磁體；左側弧形定子固定在左側支撐支架上，右側弧形定子固定在右側支撐支架上；左側支撐支架上有左側弧形滑道，右側支撐支架上有右側弧形滑道，弧形轉子鐵芯的支撐部分嵌入到左側弧形滑道和右側弧形滑道內，并且能夠在一定角度內沿左側弧形滑道和右側弧形滑道作往復運動；左側弧形定子固定在左側支撐支架上，右側弧形定子固定在右側支撐支架上；左側支撐支架和右側支撐支架通過緊固螺釘固定在底座上。
[0006]有益效果
[0007]本發明的左側弧形定子與弧形轉子鐵芯、左側永磁體組成左側軸向磁通弧形永磁電機，右側弧形定子與弧形轉子鐵芯、右側永磁體組成右側軸向磁通弧形永磁電機，兩弧形永磁電機的轉矩相疊加作為整個電機的輸出轉矩，提高了電機的功率密度和轉矩密度，可作為掃描結構的直接驅動方式，從而減小系統整體體積和重量，實現高動態剛度和高定位精度，提高伺服跟蹤的響應速度、伺服帶寬和控制精度。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0008]圖1是本發明的一種用于掃描伺服機構的雙定子軸向磁通弧形永磁電機的整體結構三維示意圖；
[0009]圖2是本發明的左側弧形定子鐵芯三維示意圖；
[0010]圖3是本發明的右側弧形定子鐵芯三維示意圖；
[0011]圖4是本發明的弧形轉子鐵芯橫截面示意圖；
[0012]圖5是本發明的弧形轉子并聯磁路永磁體排列示意圖；
[0013]圖6是本發明的左側支撐裝置三維示意圖；
[0014]圖7是本發明的右側支撐裝置三維示意圖；
[0015]圖8是本發明的底座二維不意圖；
[0016]圖9是本發明的弧形轉子串聯磁路永磁體排列示意圖。
【具體實施方式】
[0017]下面結合實例和附圖對本發明做進一步說明。
[0018]【具體實施方式】一:結合圖1至圖8說明本實施方式，本實施方式包括左側弧形定子
1、左側支撐支架2、弧形轉子鐵芯3-1、左側永磁體3-2、右側永磁體3-3、右側支撐支架4、右側弧形定子5、緊固螺釘6和底座7 ;所述的弧形轉子鐵芯3-1為的截面為T型，弧形轉子鐵芯3-1包括支撐部分3-1-1和有效工作部分3-1-2 ;弧形轉子鐵芯3-1、左側永磁體3_2和右側永磁體3-3組成弧形轉子，其中左側永磁體3-2的N、S極交替排列在弧形轉子鐵芯3-1左側，右側永磁體3-3的N、S極交替排列在弧形轉子鐵芯3-1右側；左側弧形定子I位于轉子左側，右側弧形定子5位于轉子右側，左側弧形定子I和右側弧形定子5正對安裝并組成電機雙定子；其中左側弧形定子I由左側弧形定子鐵芯1-1和左側電樞繞組組成，左側弧形定子鐵芯1-1沿圓周方向分布若干徑向槽A1-2，徑向槽A1-2內安裝左側電樞繞組；右側弧形定子5由右側弧形定子鐵芯5-1和右側電樞繞組組成，右側弧形定子鐵芯5-1沿圓周方向分布若干徑向槽B5-2，徑向槽B5-2內安裝右側電樞繞組；雙定子和弧形轉子之間通過左側支撐支架2和右側支撐支架4連接；其中，左側弧形定子鐵芯1-1正對左側永磁體3-2，右側弧形定子鐵芯5-1正對右側永磁體3-3 ;左側弧形定子I固定在左側支撐支架2上,右側弧形定子5固定在右側支撐支架4上；左側支撐支架2上有左側弧形滑道，右側支撐支架4上有右側弧形滑道，弧形轉子鐵芯3-1的支撐部分3-1-1嵌入到左側弧形滑道和右側弧形滑道內，并且能夠在一定角度內沿左側弧形滑道和右側弧形滑道作往復運動；左側弧形定子I固定在左側支撐支架2上，右側弧形定子3固定在右側支撐支架4上；左側支撐支架2和右側支撐支架4通過緊固螺釘6固定在底座7上。永磁體的排列為并聯磁路，在轉子鐵芯兩側的正對位置處均為N極或均為S極朝向弧形轉子鐵心3-1，兩側的N、S極均為交替排列。弧形轉子3也為圓弧形狀，其弧度比定子的弧度大，弧形轉子比弧形定子大出的弧度為電機的運動角度。
[0019]【具體實施方式】二:結合圖1、圖2、圖3、圖4、圖6、圖7、圖8和圖9說明本實施方式，與實施方式I不同之處在于永磁體排列為串聯磁路，在弧形轉子鐵芯兩側正對位置處永磁體極性不同，當左側為N極朝向弧形轉子鐵心3-1時右側為S極朝向弧形轉子鐵心3-1，當左側為S極朝向弧形轉子鐵心3-1時右側為N極朝向弧形轉子鐵心3-1，兩側的N、S極均為交替排列。
[0020]實施方式三:與實施方式一或實施方式二不同之處在于弧形轉子比定子大出的弧度不同，可根據運行角度需求設計弧形轉子弧長。
[0021]實施方式五:與實施方式一不同之處在于改變左側定子I和右側定子5的相對位置或弧長，或改變左側定子I槽口和右側定子5槽口的相對位置，來減小電機的轉矩波動。
【權利要求】
1.一種雙定子軸向磁通弧形永磁電機，其特征在于:該永磁電機包括左側弧形定子(1)、左側支撐支架(2)、弧形轉子鐵芯(3-1)、左側永磁體(3-2 )、右側永磁體(3-3 )、右側支撐支架(4)、右側弧形定子(5)、緊固螺釘(6)和底座(7);所述的弧形轉子鐵芯(3-1)為的截面為T型，弧形轉子鐵芯(3-1)包括支撐部分(3-1-1)和有效工作部分(3-1-2 );弧形轉子鐵芯(3-1)、左側永磁體(3-2 )和右側永磁體(3-3 )組成弧形轉子，其中左側永磁體(3-2 )的N、S極交替排列在弧形轉子鐵芯(3-1)左側，右側永磁體(3-3)的N、S極交替排列在弧形轉子鐵芯(3-1)右側；左側弧形定子(I)位于轉子左側，右側弧形定子(5)位于轉子右側，左側弧形定子(I)和右側弧形定子(5 )正對安裝并組成電機雙定子；其中左側弧形定子(I)由左側弧形定子鐵芯(1-1)和左側電樞繞組組成，左側弧形定子鐵芯(1-1)沿圓周方向分布若干徑向槽A (1-2)，徑向槽A (1-2)內安裝左側電樞繞組；右側弧形定子(5)由右側弧形定子鐵芯(5-1)和右側電樞繞組組成，右側弧形定子鐵芯(5-1)沿圓周方向分布若干徑向槽B (5-2)，徑向槽B (5-2)內安裝右側電樞繞組；雙定子和弧形轉子之間通過左側支撐支架(2)和右側支撐支架(4)連接；其中，左側弧形定子鐵芯(1-1)正對左側永磁體(3-2)，右側弧形定子鐵芯(5-1)正對右側永磁體(3-3);左側弧形定子(I)固定在左側支撐支架(2)上，右側弧形定子(5)固定在右側支撐支架(4)上；左側支撐支架(2)上有左側弧形滑道，右側支撐支架(4)上有右側弧形滑道，弧形轉子鐵芯(3-1)的支撐部分(3-1-1)嵌入到左側弧形滑道和右側弧形滑道內，并且能夠在一定角度內沿左側弧形滑道和右側弧形滑道作往復運動；左側弧形定子(I)固定在左側支撐支架(2)上，右側弧形定子(3)固定在右側支撐支架(4)上；左側支撐支架(2)和右側支撐支架(4)通過緊固螺釘(6)固定在底座(7)上。
2.根據權利要求1所述的一種雙定子軸向磁通弧形永磁電機，其特征在于:永磁體排列為串聯磁路，在弧形轉子鐵芯(3-1)兩側正對位置處永磁體極性不同，當左側為N極朝向弧形轉子鐵心(3-1)時右側為S極朝向弧形轉子鐵心(3-1 )，當左側為S極朝向弧形轉子鐵心(3-1)時右側為N極朝向弧形轉子鐵心(3-1)，兩側的N、S極均為交替排列。
3.根據權利要求1所述的一種雙定子軸向磁通弧形永磁電機，其特征在于:弧形轉子比雙定子大出的弧度不同，根據運行角度需求設計弧形轉子弧長。
4.根據權利要求1所述的一種雙定子軸向磁通弧形永磁電機，其特征在于:改變左側定子(I)和右側定子(5)的相對位置或弧長，或改變左側定子(I)槽口和右側定子(5)槽口的相對位置，來減小電機的轉矩波動。
【文檔編號】H02K16/04GK103580412SQ201310565910
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2013年11月14日 優先權日:2013年11月14日
【發明者】趙靜, 戶恒在, 劉向東, 陳振 申請人:北京理工大學