專利名稱：一種具有正弦型氣隙磁密的永磁無刷電動機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有正弦型氣隙磁密的永磁無刷電動機，屬于旋轉(zhuǎn)電機技術(shù)領(lǐng) 域，涉及永磁電機，更具體地說，涉及一種永磁無刷電動機正弦氣隙磁密的實現(xiàn)方法。
背景技術(shù)：
旋轉(zhuǎn)電機作為一種能量轉(zhuǎn)換裝置將輸入的電能轉(zhuǎn)換為機械能。無刷電動機由電機本體、位置傳感器、驅(qū)動電路三部分組成。按其完成的功能不同 分為速率伺服系統(tǒng)和位置伺服系統(tǒng)兩大類。在永磁電動機系統(tǒng)中，由于永磁體和有槽電樞 鐵心的相互作用，不可避免地產(chǎn)生齒槽轉(zhuǎn)矩，導(dǎo)致轉(zhuǎn)矩波動，引起振動和噪聲，影響系統(tǒng)的 控制精度。齒槽轉(zhuǎn)矩是永磁電動機特有的問題，是高性能永磁電動機設(shè)計和制造中必須考 慮和解決的關(guān)鍵問題。在電動機本體結(jié)構(gòu)上可以采用近似方波的氣隙磁場或者正弦波氣隙磁場。一般而 言，對轉(zhuǎn)速較高的電動機，由于電動機轉(zhuǎn)子自身轉(zhuǎn)動慣量所產(chǎn)生的飛輪穩(wěn)速效應(yīng)可以忽略 結(jié)構(gòu)上造成的轉(zhuǎn)矩波動，故對其氣隙磁場的要求不高。但是對于運行速度較低的電動機，轉(zhuǎn) 矩波動成為衡量其性能的關(guān)鍵因素。轉(zhuǎn)矩波動越小，則電動機的精度越高。當(dāng)電動機本體氣隙磁場的形狀為方波時，可以采用方波形式的電流換向函數(shù)，這 樣可以使電動機的轉(zhuǎn)矩波動為零。但這一結(jié)論是在理想情況下得到的。實際上由于電流的 換向過渡過程以及永磁材料的生產(chǎn)工藝，難以獲得足夠?qū)挼姆讲ù艌?。另一方面，采用方?磁場不利于減小齒槽轉(zhuǎn)矩，高速運行時電動機的功率損耗會增大，同時也增大了電動機的 振動和噪聲。目前應(yīng)用中的電動機一般采用梯形波磁場甚至近似正弦波的磁場，在這種情 況下，電動機的轉(zhuǎn)矩波動一般在7%左右，并且啟動電壓要達到2V 5V。對于低速電動機，為了降低轉(zhuǎn)矩波動提高精度，電動機在本體結(jié)構(gòu)上可以采用“正 弦波”原理，即使永磁轉(zhuǎn)子產(chǎn)生的氣隙磁場按正弦波分布，同時采用正弦形式的換向函數(shù)。 理論上，采用這種方法也能夠使轉(zhuǎn)矩波動為零，但實際電動機系統(tǒng)由于多方面的影響，轉(zhuǎn)矩 波動是不可避免的，但相比上述7%的轉(zhuǎn)矩波動大大降低。轉(zhuǎn)矩波動的降低不僅使電動機的 精度得到提高，同時也降低了啟動電壓。傳統(tǒng)電動機由于結(jié)構(gòu)原因存在很大的轉(zhuǎn)矩波動，雖然可以采用斜齒或斜極的方法 來削弱轉(zhuǎn)矩波動，但工藝性相對復(fù)雜。
發(fā)明內(nèi)容要解決的技術(shù)問題為了避免現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，本發(fā)明提出一種具有正弦型氣隙磁密的永磁無刷 電動機，在轉(zhuǎn)矩波動方面得到極大改善，可應(yīng)用于低速精密控制系統(tǒng)中。技術(shù)方案一種具有正弦型氣隙磁密的永磁無刷電動機，包括定子硅鐵心1、永磁體2、轉(zhuǎn)子 鐵心3和轉(zhuǎn)軸4 ；其特征在于定子鐵心與永磁體之間滿足如下關(guān)系式[0012]
權(quán)利要求1.一種具有正弦型氣隙磁密的永磁無刷電動機，包括定子鐵心(1)、永磁體(2)、轉(zhuǎn)子 鐵心(3)和轉(zhuǎn)軸(4)；其特征在于定子鐵心與永磁體之間滿足如下關(guān)系式
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有正弦型氣隙磁密的永磁無刷電動機，其特征在于所述 的永磁體為表貼式弓型結(jié)構(gòu)，弧面對應(yīng)氣隙，平面對應(yīng)轉(zhuǎn)子鐵心。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的具有正弦型氣隙磁密的永磁無刷電動機，其特征在于 所述的永磁體采用平行充磁方式。
專利摘要本實用新型涉及一種具有正弦型氣隙磁密的永磁無刷電動機，包括定子硅鐵心1、永磁體2、轉(zhuǎn)子鐵心3和轉(zhuǎn)軸4；其特征在于定子鐵心與永磁體之間滿足如下關(guān)系式H＝R-T-m，其中R為定子鐵心內(nèi)表面半徑，T為永磁體外圓弧半徑，H為定子鐵心內(nèi)表面與永磁體外圓弧之間的偏心距，B為永磁體寬度，M為最大氣隙長度，m為最小氣隙長度。本實用新型的永磁無刷電動機與現(xiàn)有技術(shù)相比最大的優(yōu)勢在于其低速性能良好。在低速運行時，轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩波動量小。
文檔編號H02K29/03GK201918873SQ20102067146
公開日2011年8月3日 申請日期2010年12月16日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月16日
發(fā)明者郗珂慶, 黃斌 申請人:中國航天科技集團公司第四研究院四○一所