一種高性能伺服電機轉子的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于電機的技術領域，具體地說，本發明涉及一種高性能伺服電機轉子。
【背景技術】
[0002]目前，使用在縫紉機上的電機最普遍、量最大的是離合器電機，由于它有低成本的優勢，所以離合器電機的統治地位一直難以被其它電機動搖。由于離合器電機的動力是靠離合器的離合來傳遞，不管是否在縫紉，電機始終在運轉，因而電機空載時間往往超過工作時間，空耗很大。另一方面，由于離合器電機是交流異步電機，而交流異步電機自身的輸出效率較低，通過磨擦離合器傳遞扭矩到縫紉機，效率大幅下降，所以整個系統的輸出功率非常低，效率十分低下。這種電機除了高能耗，還具有高噪音、高振動、高溫升的缺點。
[0003]另一種在縫紉機上使用較多的電機是電子馬達，電子馬達控制系統同樣有著像離合器電機一樣的高能耗弊端，電子馬達系統在系統通電后，無論是否需要縫紉，感應電機將一直維持額定轉速“全速”旋轉，電控器接收縫紉工的操作命令即踏板命令，并根據同步器的反饋來控制離合器的嚙合狀態以及各電磁鐵的動作來完成所需要的縫紉工作。雖然電子馬達能夠很好的控制縫制效果，但是依然沒有解決浪費電能的問題。因為電子馬達控制器不能直接控制感應電機的運行速度的和起停，而是通過控制離合器來實現起停和調速，而電機是消耗電能的主要部件，電機在不受控制的情況下運行，無論縫紉機工作在什么工況，無論高速或低速、縫厚料或薄料(縫厚料時縫紉機需要更大的力矩，而縫薄料時需要較少的力矩)、縫紉機是否工作，電機都在全速運行，由于電機無辜浪費了許多電能，所以整個系統效率很低。
[0004]電機轉子是電機的重要組成部分，對電機的性能具有重要影響，因此可以考慮通過對轉子進行改進，以提高電機的節能效果。
【發明內容】
[0005]本發明所要解決的技術問題是:提供一種高性能伺服電機轉子，以提高電機的節能效果。
[0006]要解決該技術問題，本發明的技術方案為:一種高性能伺服電機轉子，其包括電機軸和套接固定在電機軸上的圓鋼，在圓鋼的外圓周面上粘貼有一圈稀土永磁體，無勵磁繞組，稀土永磁體與圓鋼等長，稀土永磁體呈瓦片狀，且設有四塊，稀土永磁體的長度為35至45mm ο
[0007]所述稀土永磁體的表面經過鍍鋅處理形成鍍鋅層。
[0008]所述稀土永磁體的長度為40mm。
[0009]相鄰兩個所述的稀土永磁體之間的間隙為0.1_。
[0010]本發明采用上述技術方案，與現有技術相比，本高性能伺服電機的轉子采用稀土永磁體替代勵磁繞組，稀土永磁體具有優越的磁性能如高磁能積和高矯頑力，材料的矯頑力高，氣隙長度可以取較大值，使得本伺服電機比傳統鐵氧體電機及其他類型電機的節能效果提高了 20%，節能效果好。
【附圖說明】
[0011]
下面結合附圖對本發明一種高性能伺服電機轉子作進一步詳細地說明；
圖1為采用本發明的轉子的伺服電機的剖視圖；
圖2為本發明的轉子的結構示意圖；
圖3為稀土永磁體的結構示意圖；
圖4為機殼的結構不意圖；
圖5為定子鐵芯的結構示意圖；
上述圖中的標記均為:1、機殼；11、定位筋；2、定子;21、定子鐵芯;22、定位槽;3、轉子；31、電機軸;32、圓鋼;33、稀土永磁體;4、前端蓋;5、后端蓋;6、后罩。
【具體實施方式】
[0012]
如圖1所示為采用本發明轉子的一種高性能伺服電機，其包括機殼1、定子2和轉子3。如圖2所示，本發明轉子3包括電機軸31和套接固定在電機軸31上的圓鋼32，為了提高伺服電機的節能效果，該轉子3無勵磁繞組，在圓鋼32的外圓周面上粘貼有一圈稀土永磁體33，圓鋼32和稀土永磁體33構成轉子體，稀土永磁體33與圓鋼32等長，稀土永磁體33的兩個端面要確保與圓鋼32的兩個端面要平齊，稀土永磁體33呈瓦片狀，且設有四塊，相鄰兩個稀土永磁體33中，其中一個為N極，另外一個為S極，即相鄰的稀土永磁體33極性相反。稀土永磁體33具有優越的磁性能如高磁能積和高矯頑力(特別是高內稟矯頑力)，電機不需要勵磁繞組，結構比較簡單，磁場部分沒有發熱源，無須考慮冷卻散熱，材料的矯頑力高，氣隙長度可以取較大值，使得伺服電機比傳統鐵氧體電機及其他類型電機的節能效果提高了 2 O %，節能效果好。另外由于稀土永磁體的最大磁能積很高，特別是能制成超薄型的永磁體，從而電機可以實現超微和低慣量，一方面節省了制造資源(主要節省了金屬材料銅、鋼鐵和鋁等不可再生的資源)，另一方面則大大提高了用戶的工作效率。
[0013]由于伺服電機轉速高，稀土永磁體33裝在轉子3上，以保證定子電氣聯接的可靠性。稀土永磁體33是通過貼裝工藝粘貼在圓鋼32的外表面上，靠工藝保證稀土永磁體33均勻以使磁路對稱，粘接牢固以使在較大的線速度下不至脫開。圓鋼32為圓柱體，電機軸31插入圓鋼32的中心孔中，與圓鋼32過盈配合。圓鋼32的外圓周面上沿軸向開有一個矩形的記號槽，作為安裝稀土永磁體33的起始位置，相鄰兩個稀土永磁體33之間的間隙為0.1謹左右。
[0014]各稀土永磁體33的厚度為3.95臟，磁通值在740-75011^^之間，矯頑力、剩磁值都要符合標準。各稀土永磁體33的長度可以為35至45mm，優選長度為40mm，相比于現有技術電機的轉子，轉子鐵芯的長度一般為25mm左右，外圓弧面的半徑為14mm，轉子體最大處直徑為36.3_。本轉子的轉子體的長度加長，這樣轉子體的直徑可以相應的減小，整個電機的體積則可以做的比較小，可以節省電機的制造資源，降低制造成本。
[0015]為了解決永磁材料抗氧化的問題，稀土永磁體33的表面要經過鍍鋅處理形成一層鏈梓層。
[0016]如圖1所示，定子2包括定子鐵芯21和勵磁繞組，定子2安裝在機殼I中，如圖4所示，在機殼I的內壁上設有一個定位筋11，定位筋11沿機殼I內孔的軸線方向從機殼I的一端延伸至另一端，如圖5所示，在定子鐵芯21的外表面設有與機殼I內的定位筋11適配的定位槽22。定位筋11和定位槽22的形狀為圓弧形的，其半徑為1.25mm。另外，機殼I與定子鐵芯21的為過盈配合，定子鐵芯21的是通過熱套擠壓進入加熱膨脹后的機殼I中，機殼I冷卻收縮后，將定子鐵芯21牢牢固定。
[0017]如圖2所示，定子鐵芯21由80片形狀相同的硅鋼片疊壓構成，每片硅鋼片的厚度為0.5_。在加工時，所有硅鋼片疊在一起，通過高速沖壓模具一次沖壓成型，在每片硅鋼片的一側沖出一個凹槽，相應在硅鋼片的另一側形成一個凸起，相鄰兩片硅鋼片之間通過其中下方娃鋼片上的凸起嵌入上方娃鋼片上的凹槽中，最終連成一體。定子鐵芯21的娃鋼片采用這種沖壓加工工藝，形成的定子鐵芯21的垂直度比較好，從而能夠使得電機的噪音低，振動小，磁場穩定O
[0018]米用本發明轉子的伺服電機的機殼I的材質為招合金，在機殼I的外表面設有多個散熱筋，散熱性能好。這種機殼I的體積可以做的比較小，具體尺寸為長度80mm、寬度80_、高度為65mm，內孔直徑為76mm。
[0019]如圖1所示，電機軸31通過兩個軸承支撐在機殼I前端和后端的前端蓋4和后端蓋5上，在后端蓋5上還安裝有后罩6，后罩6能夠密封防塵，在后罩6中安裝有電機故障檢測和報警裝置等。電機軸31從前端蓋4伸出的端部用于與縫紉機的機頭連接，從后罩6伸出的端部可以安裝縫紉機的手輪，手動實現縫紉機機頭位置的調整。
[0020]上面結合附圖對本發明進行了示例性描述，顯然本發明具體實現并不受上述方式的限制，只要采用了本發明的方法構思和技術方案進行的各種非實質性的改進，或未經改進將本發明的構思和技術方案直接應用于其它場合的，均在本發明的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種高性能伺服電機轉子，其特征在于:包括電機軸和套接固定在電機軸上的圓鋼，在圓鋼的外圓周面上粘貼有一圈稀土永磁體，稀土永磁體與圓鋼等長，稀土永磁體呈瓦片狀，且設有四塊，稀土永磁體的長度為35至45mm。2.根據權利要求1所述的高性能伺服電機轉子，其特征在于:所述稀土永磁體的表面經過鍍鋅處理形成鍍鋅層。3.根據權利要求1所述的高性能伺服電機轉子，其特征在于:所述稀土永磁體的長度為40mm。4.根據權利要求1或2或3所述的高性能伺服電機轉子，其特征在于:相鄰兩個所述的稀土永磁體之間的間隙為0.1mm。
【專利摘要】本發明公開了一種高性能伺服電機轉子，其包括電機軸和套接固定在電機軸上的圓鋼，在圓鋼的外圓周面上粘貼有一圈稀土永磁體，無勵磁繞組，稀土永磁體與圓鋼等長，稀土永磁體呈瓦片狀，且設有四塊，稀土永磁體的長度為35至45mm。與現有技術相比，本伺服電機的轉子采用稀土永磁體替代勵磁繞組，稀土永磁體具有優越的磁性能如高磁能積和高矯頑力（特別是高內稟矯頑力），材料的矯頑力高，氣隙長度可以取較大值，使得本伺服電機比傳統鐵氧體電機及其他類型電機的節能效果提高了20%，節能效果好。
【IPC分類】H02K1/27
【公開號】CN105449893
【申請號】CN201510978768
【發明人】鄧遠凱, 楊志兵, 陳家亮
【申請人】涇縣中小企業生產力促進中心有限公司
【公開日】2016年3月30日
【申請日】2015年12月24日