專利名稱：一種測速復(fù)合直流電動機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及直流電動機(jī)的伺服調(diào)速系統(tǒng)，應(yīng)用于直流電動機(jī)及其測速裝置的設(shè)計、制造、安裝和運(yùn)行領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)意義上，直流電動機(jī)作為一類主要的能量轉(zhuǎn)換裝置，其設(shè)計、制造加工技術(shù)和運(yùn)行中，更多的關(guān)注其效率指標(biāo)、力能指標(biāo)等，并盡可能減小其體積重量和制造成本，但未考慮測速的需要。當(dāng)把電動機(jī)用于伺服調(diào)速系統(tǒng)時，需要裝設(shè)單獨(dú)的測速裝置，如測速發(fā)電機(jī)、光電編碼器等。測速發(fā)電機(jī)與電動機(jī)的原理一致，輸出電壓與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速成正比，一般裝設(shè)在電動機(jī)外部，安裝于電動機(jī)的驅(qū)動軸上，由測速發(fā)電機(jī)的輸出電壓得到發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速；光電編碼器是一種通過光電轉(zhuǎn)換將輸出軸上的機(jī)械幾何位移量轉(zhuǎn)換成脈沖或數(shù)字量的傳感器，由光柵盤和光電檢測裝置組成，其中光柵盤裝在電動機(jī)的驅(qū)動軸上，光電檢測裝置固定于其它結(jié)構(gòu)部件上。然而，現(xiàn)有技術(shù)存在以下不足之處①系統(tǒng)設(shè)計要兼顧系統(tǒng)的安裝空間，會增大系統(tǒng)的體積和重量及系統(tǒng)的成本；②測速裝置在運(yùn)行過程中，受到震動沖擊、高溫、電磁干擾等不利因素的影響，測量精度、可靠性和使用壽命會降低；③測量裝置安裝在電動機(jī)內(nèi)會影響電動機(jī)的通風(fēng)散熱，影響電動機(jī)的高效運(yùn)行，安裝在外部會進(jìn)一步增大系統(tǒng)體積和重量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提出一種測速復(fù)合直流電動機(jī)，兼顧電動機(jī)及其測速裝置的設(shè)計，建立新型測速復(fù)合直流電動機(jī)的概念模型機(jī)，完善電機(jī)的設(shè)計和控制，使其更好地運(yùn)用于伺服調(diào)速系統(tǒng)和研究成果的產(chǎn)業(yè)化做準(zhǔn)備。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提出一種測速復(fù)合直流電動機(jī)，包括轉(zhuǎn)子和定子，所述轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)子槽內(nèi)嵌放有測速線圈，所述測速線圈隨轉(zhuǎn)子一起轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生幅值和頻率與電動機(jī)轉(zhuǎn)速成正比的交變電動勢；所述電動機(jī)的轉(zhuǎn)子軸上設(shè)置有滑環(huán)，所述滑環(huán)與所述測速線圈相連；所述定子上設(shè)置有電刷，所述電刷與所述滑環(huán)相連；通過所述滑環(huán)和電刷向外輸出交變電動勢，檢測交變電動勢的幅值和頻率得到電機(jī)轉(zhuǎn)速。進(jìn)一步的，所述轉(zhuǎn)子軸上設(shè)置有兩個滑環(huán)，所述定子上安裝有一對電刷。進(jìn)一步的，所述測速線圈的兩個出線端通過在電機(jī)轉(zhuǎn)子軸上的通孔連接到兩個滑環(huán)上，所述滑環(huán)與電刷相連，并輸出測速信號。進(jìn)一步的，所述測速信號的幅值和頻率與電機(jī)轉(zhuǎn)速成正比，作為伺服調(diào)速系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速信號。進(jìn)一步的，所述轉(zhuǎn)子槽中嵌放電樞繞組，所述電樞繞組的出線端連到所述定子的換向器上，通過所述換向器和電刷與直流電源實(shí)現(xiàn)電氣連接。進(jìn)一步的，所述電機(jī)運(yùn)行時供電電源為直流電，但電樞繞組中為交流的電勢和電流，并且交流電勢的幅值和頻率與電機(jī)轉(zhuǎn)速成正比。本發(fā)明提出的測速復(fù)合直流電動機(jī)，測速復(fù)合直流電動機(jī)以電動機(jī)本體設(shè)計為基礎(chǔ)，采用新穎的一體化結(jié)構(gòu)設(shè)計，經(jīng)初步分析相對與傳統(tǒng)的“電動機(jī)+測速機(jī)構(gòu)”的設(shè)計具有以下優(yōu)勢①結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、重量輕、慣量小、運(yùn)行平穩(wěn)；②堅固、耐熱、耐沖擊、抗干擾、成本低、壽命長可靠性高的特點(diǎn)；③本身不含獨(dú)立的電子線路，使用環(huán)境不受限制，易于與伺服測速系統(tǒng)的其它部件實(shí)現(xiàn)連接。


圖1所示為傳統(tǒng)直流電動機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)示意圖。圖2所示為本發(fā)明較佳實(shí)施例的測速復(fù)合直流電動機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)示意圖。圖3所示為本發(fā)明較佳實(shí)施例的測速線圈及其滑環(huán)結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式為了更了解本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容，特舉具體實(shí)施例并配合所附圖式說明如下。圖1為傳統(tǒng)直流電動機(jī)的轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子鐵芯10的槽中嵌放電樞繞組20，電樞繞組20 的出線端連到轉(zhuǎn)軸30上的換向器40上，通過換向器40和電刷(本圖未畫出，屬于電機(jī)定子部分)與直流電源實(shí)現(xiàn)電氣連接，電機(jī)運(yùn)行時供電電源為直流電，但電樞繞組20中為交流的電勢和電流，并且交流電勢的幅值和頻率與電機(jī)轉(zhuǎn)速成正比。請參考圖2和圖3，圖2所示為本發(fā)明較佳實(shí)施例的測速復(fù)合直流電動機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)示意圖，圖3所示為本發(fā)明較佳實(shí)施例的測速線圈及其滑環(huán)結(jié)構(gòu)示意圖。本發(fā)明提出一種測速復(fù)合直流電動機(jī)，包括轉(zhuǎn)子和定子(圖中未示)，所述轉(zhuǎn)子鐵芯100的槽內(nèi)嵌放有測速線圈200，所述測速線圈200隨轉(zhuǎn)子一起轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生幅值和頻率與電動機(jī)轉(zhuǎn)速成正比的交變電動勢；所述電動機(jī)的轉(zhuǎn)子軸300上設(shè)置有滑環(huán)500，所述滑環(huán)500與所述測速線圈200相連；所述定子上設(shè)置有電刷，所述電刷與所述滑環(huán)500相連；通過所述滑環(huán)500和電刷向外輸出交變電動勢，檢測交變電動勢的幅值和頻率得到電機(jī)轉(zhuǎn)速。根據(jù)本發(fā)明較佳實(shí)施例，所述轉(zhuǎn)子軸300上設(shè)置有兩個滑環(huán)500，所述定子上安裝有一對電刷。所述測速線圈200的兩個出線端通過在電機(jī)轉(zhuǎn)子軸300上的通孔連接到兩個滑環(huán)500上，所述滑環(huán)500與電刷相連，并輸出測速信號。所述測速信號的幅值和頻率與電機(jī)轉(zhuǎn)速成正比，作為伺服調(diào)速系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速信號。進(jìn)一步的，所述轉(zhuǎn)子鐵芯100的槽中同時嵌放電樞繞組600，所述電樞繞組600的出線端連到所述轉(zhuǎn)子的換向器400上，通過所述換向器400和電刷與直流電源實(shí)現(xiàn)電氣連接。所述電機(jī)運(yùn)行時供電電源為直流電，但電樞繞組600中為交流的電勢和電流，并且交流電勢的幅值和頻率與電機(jī)轉(zhuǎn)速成正比。在之前的現(xiàn)有技術(shù)方案中，電動機(jī)的設(shè)計制造技術(shù)沒有考慮轉(zhuǎn)速測量的需要，而伺服調(diào)速系統(tǒng)需要對轉(zhuǎn)速進(jìn)行測量，因此需要安裝專用的轉(zhuǎn)速測速裝置，這會增大系統(tǒng)的體積、重量，測量和控制精度以及電機(jī)的散熱會受到一定影響。而本技術(shù)方案基于直流電機(jī)的基本原理，在直流電動機(jī)的基礎(chǔ)上，裝設(shè)測速線圈、滑環(huán)及其電刷，實(shí)現(xiàn)電機(jī)轉(zhuǎn)速的測量，徹底克服了現(xiàn)有技術(shù)方案的不足。本發(fā)明提出的測速復(fù)合直流電動機(jī)，測速復(fù)合直流電動機(jī)以電動機(jī)本體設(shè)計為基礎(chǔ)，采用新穎的一體化結(jié)構(gòu)設(shè)計，經(jīng)初步分析相對與傳統(tǒng)的“電動機(jī)+測速機(jī)構(gòu)”的設(shè)計具有以下優(yōu)勢①結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、重量輕、慣量小、運(yùn)行平穩(wěn)；②堅固、耐熱、耐沖擊、抗干擾、成本低、壽命長可靠性高的特點(diǎn)；③本身不含獨(dú)立的電子線路，使用環(huán)境不受限制，易于與伺服測速系統(tǒng)的其它部件實(shí)現(xiàn)連接。雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明。本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作各種的更動與潤飾。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)視權(quán)利要求書所界定者為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種測速復(fù)合直流電動機(jī)，其特征在于，包括轉(zhuǎn)子和定子，所述轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)子槽內(nèi)嵌放有測速線圈，所述測速線圈隨轉(zhuǎn)子一起轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生幅值和頻率與電動機(jī)轉(zhuǎn)速成正比的交變電動勢；所述電動機(jī)的轉(zhuǎn)子軸上設(shè)置有滑環(huán)，所述滑環(huán)與所述測速線圈相連； 所述定子上設(shè)置有電刷，所述電刷與所述滑環(huán)相連；通過所述滑環(huán)和電刷向外輸出交變電動勢，檢測交變電動勢的幅值和頻率得到電機(jī)轉(zhuǎn)速。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測速復(fù)合直流電動機(jī)，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子軸上設(shè)置有兩個滑環(huán)，所述定子上安裝有一對電刷。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的測速復(fù)合直流電動機(jī)，其特征在于，所述測速線圈的兩個出線端通過在電機(jī)轉(zhuǎn)子軸上的通孔連接到兩個滑環(huán)上，所述滑環(huán)與電刷相連，并輸出測速信號。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的測速復(fù)合直流電動機(jī)，其特征在于，所述測速信號的幅值和頻率與電機(jī)轉(zhuǎn)速成正比，作為伺服調(diào)速系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速信號。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測速復(fù)合直流電動機(jī)，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子槽中嵌放電樞繞組，所述電樞繞組的出線端連到所述定子的換向器上，通過所述換向器和電刷與直流電源實(shí)現(xiàn)電氣連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的測速復(fù)合直流電動機(jī)，其特征在于，所述電機(jī)運(yùn)行時供電電源為直流電，但電樞繞組中為交流的電勢和電流，并且交流電勢的幅值和頻率與電機(jī)轉(zhuǎn)速成正比。
全文摘要
本發(fā)明提出一種測速復(fù)合直流電動機(jī)，包括轉(zhuǎn)子和定子，所述轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)子槽內(nèi)嵌放有測速線圈，所述測速線圈隨轉(zhuǎn)子一起轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生幅值和頻率與電動機(jī)轉(zhuǎn)速成正比的交變電動勢；所述電動機(jī)的轉(zhuǎn)子軸上設(shè)置有滑環(huán)，所述滑環(huán)與所述測速線圈相連；所述定子上設(shè)置有電刷，所述電刷與所述滑環(huán)相連；通過所述滑環(huán)和電刷向外輸出交變電動勢，檢測交變電動勢的幅值和頻率得到電機(jī)轉(zhuǎn)速。本發(fā)明提出的測速復(fù)合直流電動機(jī)，兼顧電動機(jī)及其測速裝置的設(shè)計，建立新型測速復(fù)合直流電動機(jī)的概念模型機(jī)，完善電機(jī)的設(shè)計和控制，使其更好地運(yùn)用于伺服調(diào)速系統(tǒng)和研究成果的產(chǎn)業(yè)化做準(zhǔn)備。
文檔編號H02K23/66GK102195434SQ20111012441
公開日2011年9月21日 申請日期2011年5月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月13日
發(fā)明者王愛元 申請人:上海電機(jī)學(xué)院