一種用于鍛壓機的直驅式永磁交流伺服電機的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及電機技術領域，具體涉及一種用于鍛壓機的直驅式永磁交流伺服電機。
【背景技術】
[0002]鍛壓機是金屬成型中重要的設備。鍛壓機對驅動電機的效率、成本、出力、加工精度要求越來越高，這要求電機的效率高、轉矩密度高、轉矩脈動低、轉速平穩、過載能力高、控制精度高。
[0003]現有的鍛壓機驅動電機主要分為兩種，分別為異步電機和永磁伺服電機。
[0004]在現有技術中，異步電機轉子會產生損耗，電機效率低，轉子發熱嚴重，會縮短電機壽命。異步電機的功率因數較低，驅動裝置容量大，成本非常高。異步轉矩密度、功率密度低，電機體積重量較大，不利于快速啟動和準停，電機響應慢。異步電機控制復雜，調速控制器成本高，不容易實現速度的調節以達到節能的效果。
[0005]現有技術中用于鍛壓機的永磁同步電機，一般為電機加傳動機構的結構形式，此類電機經過傳動機構會造成能耗增大、效率下降；電機轉矩脈動大，會導致電機轉速波動大、運行平穩度低，最終表現為加工精度低。
【發明內容】
[0006]針對現有技術的以上缺陷或改進需求，本實用新型提供了一種用于鍛壓機的直驅式永磁交流伺服電機，既具有高轉矩密度、高功率密度、響應快的優勢，也具有氣隙磁場諧波小、反電勢正弦度高和轉矩波動小的優點，還具有高過載能力、高機械強度、散熱快的特點，尤其適用于鍛壓機領域。
[0007]為實現上述目的，本實用新型提供了一種用于鍛壓機的直驅式永磁交流伺服電機，該電機包括:轉軸、前軸承、前端蓋、后軸承、后端蓋以及機殼共同構成的電機外殼、固定在機殼內壁的定子以及套設于轉軸上并與定子相對間隔設置轉子，其中，所述轉子為表貼式磁極結構，包括沿轉軸軸向疊壓的轉子鐵芯，轉子鐵芯設置有通孔，遠離軸孔外側并沿轉子鐵芯周向均勻間隔設置多極磁極，每極磁極各自由一塊永磁體組成，每極磁極呈瓦片型結構并粘貼于對應的轉子鐵芯表面，每極磁極具有偏心距結構所述定子包括定子鐵芯，該定子鐵芯的外壁上形成有多個冷卻管道槽，這些冷卻管道槽為矩形螺旋槽并用于嵌入冷卻銅管；定子鐵芯的內壁上具備多個沿其周向排列的定子齒，每個定子齒的弧形端面上設置一個圓弧輔助槽；相鄰定子齒間形成定子槽；三相繞組嵌放于定子槽內，用于感應電勢、產生電磁轉矩，以實現能量轉換。
[0008]作為進一步優選地，所述磁極的充磁方向為平行充磁。
[0009]作為進一步優選地，所述磁極的偏心距為50mm，即磁極上表面圓弧與下表面圓弧不同心，兩者圓心在同一豎直直線上相對偏移50mm。
[0010]作為進一步優選地，所述轉子鐵芯通孔沿圓周方向360°設置，共8個，該8個通孔構成平行結構，每個通孔半徑為8?12mm。
[0011]可根據實際需要調整通孔的位置、大小和個數，達到調整電機的轉動慣量、重量的目的。
[0012]作為進一步優選地，所述圓弧輔助槽的半徑為I?1.5mm,圓弧輔助槽圓心位于定子齒弧形端面徑向中心線上。
[0013]作為進一步優選地，所述用于鍛壓機的直驅式永磁交流伺服電機為8極48槽結構，繞組節距為5。
[0014]總體而言，通過本實用新型所構思的以上技術方案與現有技術相比，本實用新型所取得的有益效果如下:
[0015](I)磁極采用偏心距結構，減小了電機的氣隙磁場諧波，增加電機氣隙磁場的正弦度，削弱了電機的轉矩波動，提高了鍛壓機的加工精度；
[0016](2)轉子鐵芯設置有通孔，通孔的存在可以減小電機的轉動慣量，提高電機的響應速度，可實現快速啟停、轉速快速改變的要求；
[0017](3)定子齒端面采用一個圓弧形的輔助槽結構，提高電機轉矩密度的同時，削弱了電機的齒槽轉矩，減小了電機的氣隙磁場諧波，提高了氣隙磁場和反電勢的正弦度，減小了電機的轉矩波動和轉速波動，最終可達到提高轉速平穩度以及提高加工精度的目的；
[0018](4)通過在定子外壁上設置水冷卻管道槽，一方面增大與定子鐵芯接觸的冷卻面積，另一方面將冷卻銅管嵌于水冷卻管道槽內，水流在冷卻銅管中流通，帶走定子熱量；且結構簡單，加工簡單且成本低，提高電機轉矩密度和功率密度的同時，加快了電機的散熱，提尚了電機的壽命；此外，可以提尚電機的過載能力；
[0019](5)所述電機直接驅動鍛壓機的直驅式結構，不經過傳動機構，形成直驅式結構，電機結構簡單緊湊，轉矩脈動低、運行平穩度高，在提高電機效率的同時提高鍛壓機的加工精度。
【附圖說明】
[0020]圖1是本實用新型實施例的鍛壓機的直驅式永磁交流伺服電機結構示意圖；
[0021]圖2是本實用新型的轉子結構示意圖；
[0022]圖3是本實用新型的定子結構示意圖。
[0023]在所有附圖中，相同的附圖標記用來表示相同的元件或結構，其中:
[0024]I 一驅動接口，2 一轉軸，3 一前軸承，4 一前端蓋，5 一二相繞組，6 一定子，7 一冷卻管道槽，8 —機殼，9 一轉子，10 一后端蓋，11 一后軸承，12 一光電編碼器，13 一永磁體，14 一轉子鐵芯，15 一轉子鐵芯通孔，16 一軸孔，17 一后端蓋空心孔，18 一定子軛部，19 一定子槽，20 —圓弧輔助槽，21 —定子齒。
【具體實施方式】
[0025]為了使本實用新型的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。此外，下面所描述的本實用新型各個實施方式中所涉及到的技術特征只要彼此之間未構成沖突就可以相互組合。
[0026]如圖1所示，用于鍛壓機的直驅式永磁交流伺服電機包括:驅動接口 1、轉軸2、前軸承3、前端蓋4、后軸承11、后端蓋10、光電編碼器12、轉子9、定子6。驅動接口 I位于轉軸2的最前端，用于連接驅動結構；前端蓋4通過前軸承3安裝在轉軸2的前端，后端蓋10通過后軸承11安裝在轉軸2的后端上，且前端蓋4和后端蓋10分別與機殼8的前、后端固連，共同構成電機的外殼；光電編碼器12固定在后端蓋10與后軸承11之間，定子6固定在機殼8內壁上，轉子9套設于轉軸2上并與定子6相對間隔設置。
[0027]如圖2所示，用于鍛壓機的直驅式永磁交流伺服電機的所述轉子9為表貼式磁極結構，包括沿轉軸軸向疊壓的轉子鐵芯14，遠離軸孔16外側并沿轉子鐵芯14周向均勻間隔設置8極磁極，每極磁極各自由一塊永磁體13組成，每極磁極呈瓦片型結構并粘貼于對應的轉子鐵芯14表面，每極磁極具有偏心距結構，磁極的充磁方向為平行充磁；轉子鐵芯設置有通孔15，通孔個數為8，半徑為8?12_，可根據實際需要調整通孔的位置和大小，達到調整電機的轉動慣量、重量的目的。
[0028]如圖3所示，定子6包括定子鐵芯，該定子鐵芯的外壁上形成有多個冷卻管道槽7，這些冷卻管道槽為矩形螺旋槽并用于嵌入冷卻銅管；定子鐵芯的內壁上具備多個沿其周向排列的定子齒21，每個定子齒21的弧形端面上設置一個圓弧輔助槽20 ;相鄰定子齒21間形成定子槽19，用于嵌入三相繞組5，其中，定子槽19優選為48個，形成48槽結構。每個定子齒21的弧形端面上設置一個圓弧輔助槽20，圓弧輔助槽20的半徑為I?1.5mm，且圓弧輔助槽圓心位于定子齒弧形端面徑向中心線上；三相繞組5嵌放于定子槽19內，用于感應電勢、產生電磁轉矩，以實現能量轉換；嵌放于冷卻管道7的冷卻銅管和三相繞組5出線端從后端蓋10中的后端蓋空心孔17接出，三相繞組5出線端與電機控制器連接。
[0029]本領域的技術人員容易理解，以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種用于鍛壓機的直驅式永磁交流伺服電機，該電機包括:轉軸、前軸承、前端蓋、后軸承、后端蓋以及機殼共同構成的電機外殼、固定在機殼內壁的定子以及套設于轉軸上并與定子相對間隔設置轉子，其特征在于， 所述轉子為表貼式磁極結構，包括沿轉軸軸向疊壓的轉子鐵芯，轉子鐵芯挖空有通孔，遠離軸孔外側并沿轉子鐵芯周向均勻間隔設置多極磁極，每極磁極各自由一塊永磁體組成，每極磁極呈瓦片型結構并粘貼于對應的轉子鐵芯表面，每極磁極具有偏心距結構； 所述定子包括定子鐵芯，該定子鐵芯的外壁上形成有多個冷卻管道槽，這些冷卻管道槽為矩形螺旋槽并用于嵌入冷卻銅管；定子鐵芯的內壁上具備多個沿其周向排列的定子齒，每個定子齒的弧形端面上設置一個圓弧輔助槽；相鄰定子齒間形成定子槽，用于嵌入三相繞組。2.如權利要求1所述的用于鍛壓機的直驅式永磁交流伺服電機，其特征在于，所述磁極的充磁方向為徑向充磁，磁極具有偏心距結構。3.如權利要求1或2所述的用于鍛壓機的直驅式永磁交流伺服電機，其特征在于，所述轉子鐵芯通孔沿圓周方向360°設置，8個通孔構成平衡結構，半徑為8?12mm。4.如權利要求1或2所述的用于鍛壓機的直驅式永磁交流伺服電機，其特征在于，所述圓弧輔助槽的半徑為I?1.5mm，且圓弧輔助槽圓心位于定子齒弧形端面徑向中心線上。5.如權利要求1或2所述的用于鍛壓機的直驅式永磁交流伺服電機，其特征在于，所述用于永磁交流伺服電機為8極48槽結構，繞組節距為5。6.如權利要求1或2所述的用于鍛壓機的直驅式永磁交流伺服電機，其特征在于，所述電機直接驅動鍛壓機，不經過傳動機構，形成直驅式結構。
【專利摘要】一種用于鍛壓機的直驅式永磁交流伺服電機，該電機包括：轉軸、前軸承、前端蓋、后軸承、后端蓋以及機殼共同構成的電機外殼、固定在機殼內壁的定子以及套設于轉軸上并與定子相對間隔設置轉子，所述轉子為表貼式磁極結構，包括沿轉軸軸向疊壓的轉子鐵芯，轉子鐵芯挖空有通孔，遠離軸孔外側并沿轉子鐵芯周向均勻間隔設置多極磁極，每極磁極各自由一塊永磁體組成，每極磁極呈瓦片型結構并粘貼于對應的轉子鐵芯表面，每極磁極具有偏心距結構；所述定子包括定子鐵芯，該定子鐵芯的外壁上形成有多個冷卻管道槽，這些冷卻管道槽為矩形螺旋槽并用于嵌入冷卻銅管；定子鐵芯的內壁上具備多個沿其周向排列的定子齒，每個定子齒的弧形端面上設置一個圓弧輔助槽；相鄰定子齒間形成定子槽，用于嵌入三相繞組。
【IPC分類】H02K21/16, H02K1/20, H02K1/14, H02K1/27
【公開號】CN204858923
【申請號】CN201520469902
【發明人】楊凱, 田江濤, 潘志城
【申請人】武漢輝凱智能電氣有限公司, 田江濤, 楊凱
【公開日】2015年12月9日
【申請日】2015年7月3日