一種消旋平臺的永磁同步消旋電機的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種永磁同步電機，尤其是涉及一種消旋平臺的永磁同步消旋電機。
【背景技術(shù)】
[0002]對于旋轉(zhuǎn)導彈，彈體繞其縱軸高速旋轉(zhuǎn)，對慣性平臺及天線的姿態(tài)造成運動耦合。消旋平臺系統(tǒng)可隔離彈體運動對慣性平臺的耦合影響，保持天線在慣性空間的穩(wěn)定，提高導彈制導精度。旋轉(zhuǎn)導彈的轉(zhuǎn)速變化規(guī)律一般是在發(fā)射時迅速增大，然后下降，最后上升到一定值后穩(wěn)定下來。旋轉(zhuǎn)導彈從發(fā)射到轉(zhuǎn)速穩(wěn)定的時間間隔很短，只有幾秒鐘，因此，作為系統(tǒng)中驅(qū)動部件的消旋電機需實現(xiàn)快速起旋并達到平穩(wěn)轉(zhuǎn)速的功能。
[0003]目前，伺服驅(qū)動方法主要分為兩種:一種是采用伺服電機配減速器的驅(qū)動方法，一類是伺服電機直接驅(qū)動的方法。
[0004]電機帶減速器驅(qū)動:通過減速器機構(gòu)按照一定的速比關(guān)系，將電機的速度降低，力矩增大到控制機構(gòu)需要的范圍內(nèi)。采用這種方法，一方面，機構(gòu)比較復雜，加工裝配過程復雜，整個機構(gòu)潛在故障點增加，運行過程產(chǎn)生的振動噪聲大；另一方面，空間尺寸有限定的場合，對于這種機構(gòu)沒有足夠的安裝位置。
[0005]電機直接驅(qū)動的方法:大大降低了整個機構(gòu)的復雜程度，能夠快速精確的作用到伺服機構(gòu)，降低運行振動噪聲，在有限的空間里能夠便于機電一體化設(shè)計的實現(xiàn)，使得整個機構(gòu)做得小巧。
[0006]中國專利CN203466704U公開了一種永磁同步伺服電機及轉(zhuǎn)子體，屬于永磁同步電機領(lǐng)域。所述永磁同步伺服電機包括:機座、前端蓋、后端蓋、轉(zhuǎn)軸、兩個軸承、轉(zhuǎn)子體及有繞組定子鐵芯，所述轉(zhuǎn)子體包括轉(zhuǎn)子鐵芯和多個永磁體，所述多個永磁體均嵌入所述轉(zhuǎn)子鐵芯，所述多個永磁體中的每兩塊永磁體拼成一個“ V”型，并且成為所述永磁同步伺服電機的一個磁極，所述永磁同步伺服電機包括四對極，所述有繞組定子鐵芯安裝在所述機座內(nèi)部，所述有繞組定子鐵芯由定子鐵芯崁線而成，所述有繞組定子鐵芯與所述轉(zhuǎn)子體相互感應。該專利的極槽數(shù)都比較少，存在能量密度低的缺陷，且該專利體積和重量較大，不利于減輕整個系統(tǒng)重量。
【實用新型內(nèi)容】
[0007]本實用新型的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種消旋平臺的永磁同步消旋電機，具有結(jié)構(gòu)簡單、重量輕、低轉(zhuǎn)動慣量、高效率、高功率密度、端部繞組短和較好的弱磁能力等優(yōu)點，適用于消旋平臺中特定尺寸下的電機結(jié)構(gòu)設(shè)計。
[0008]本實用新型的目的可以通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn):
[0009]—種消旋平臺的永磁同步消旋電機包括由外到內(nèi)依次設(shè)置的機殼、定子和轉(zhuǎn)子，所述轉(zhuǎn)子通過軸承與機殼連接，所述定子連接有伺服電機驅(qū)動器，所述定子內(nèi)周為正圓形多槽結(jié)構(gòu)，所述轉(zhuǎn)子為近極槽表貼式結(jié)構(gòu)，包括轉(zhuǎn)子鐵芯和永磁體，所述轉(zhuǎn)子鐵芯為環(huán)狀結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)子鐵芯的外表面均勻分布有多個凸出的轉(zhuǎn)子齒，所述永磁體固定于相鄰轉(zhuǎn)子齒之間，永磁體為長方體磁鋼或各處等厚設(shè)置的圓弧狀磁鋼。
[0010]所述定子的槽數(shù)為22?26個，所述永磁體為18?22極。
[0011]所述定子的槽數(shù)為24個，所述永磁體為20極。
[0012]所述定子的外周直徑小于70mm，所述轉(zhuǎn)子的內(nèi)周直徑為46?48mm。
[0013]所述定子的外周直徑為68mm，定子的內(nèi)周直徑為56mm，所述轉(zhuǎn)子的外周直徑為55mm，轉(zhuǎn)子的內(nèi)周直徑為47mm。
[0014]所述永磁體的弧長為轉(zhuǎn)子齒的弧長的7?8倍。
[0015]還包括連接伺服電機驅(qū)動器的位置傳感器，所述位置傳感器設(shè)于轉(zhuǎn)子一端處的機殼上。
[0016]還包括設(shè)于轉(zhuǎn)子上的鋼絲擋圈，所述鋼絲擋圈位于轉(zhuǎn)子一端的軸承與位置傳感器之間。
[0017]所述軸承與機殼之間設(shè)有襯套。
[0018]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有以下優(yōu)點:
[0019]I)因消旋平臺系統(tǒng)中需對接、走線、走光路和減輕整個系統(tǒng)重量，故電機為大中空結(jié)構(gòu)，對應轉(zhuǎn)子鐵芯為環(huán)狀結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡單、重量輕。
[0020]2)定子的槽數(shù)可設(shè)計為22?26個，永磁體設(shè)計為18?22極，其中，當定子內(nèi)周為正圓形24槽結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)子為20極的近極槽表貼式結(jié)構(gòu)時，可快速起旋并在0.06s內(nèi)達到780r/min的要求，在保證定子槽數(shù)、轉(zhuǎn)子極數(shù)多帶來低轉(zhuǎn)動慣量、高效率、高功率密度、端部繞組短和較好的弱磁能力等優(yōu)點的同時，降低制作難度，降低生產(chǎn)成本，適用于消旋平臺中特定尺寸下的電機結(jié)構(gòu)設(shè)計。
[0021]3)消旋平臺對消旋電機的尺寸要求較為嚴苛，保證轉(zhuǎn)子輸出轉(zhuǎn)速和力矩的同時要求體積小，該永磁同步消旋電機最大外徑應小于70，最小內(nèi)徑為47的薄環(huán)狀，滿足設(shè)計要求。
[0022]4)定子通過控制三線繞組電流大小及頻率控制轉(zhuǎn)子輸出轉(zhuǎn)速和力矩，位置傳感器準確提供轉(zhuǎn)子的位置檢測信息，實現(xiàn)伺服驅(qū)動，襯套為軸承、位置傳感固定提供擋肩，鋼絲擋圈為位置傳感器固定提供軸肩，結(jié)構(gòu)安全，可靠性高。
[0023]5)能夠?qū)崿F(xiàn)有位置傳感器閉環(huán)控制或無位置傳感器矢量開環(huán)控制，適用于不同工況，同時閉環(huán)控制可增加控制的精準度。
【附圖說明】
[0024]圖1為本實用新型整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖2為本實用新型中定子結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖3為本實用新型中轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)示意圖。
[0027]圖中:1、定子，2、轉(zhuǎn)子，3、機殼，4、軸承，5、襯套，6、鋼絲擋圈，7、位置傳感器，8、永磁體，9、轉(zhuǎn)子鐵芯。
【具體實施方式】
[0028]下面結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型進行詳細說明。本實施例以本實用新型技術(shù)方案為前提進行實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本實用新型的保護范圍不限于下述的實施例。
[0029]實施例一
[0030]如圖1所示，一種消旋平臺的永磁同步消旋電機包括由外到內(nèi)依次設(shè)置的機殼3、定子I和轉(zhuǎn)子2，以及位置傳感器7和鋼絲擋圈6，轉(zhuǎn)子2通過軸承4與機殼3連接，軸承4與機殼3之間設(shè)有襯套5，機殼3兩端設(shè)有端蓋，定子I包括定子鐵芯和定子繞組，定子繞組連接有伺服電機驅(qū)動器，如圖2所示，定子I內(nèi)周為正圓形多槽結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)子2為近極槽表貼式結(jié)構(gòu)，如圖3所示，包括轉(zhuǎn)子鐵芯9和永磁體8，轉(zhuǎn)子鐵芯9為環(huán)狀結(jié)構(gòu)并作為轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)子鐵芯9的外表面均勻分布有多個凸出的轉(zhuǎn)子齒，永磁體8為長方體磁鋼或各處等厚設(shè)置的圓弧狀磁鋼，永磁體8固定于相鄰轉(zhuǎn)子齒之間，位置傳感器7連接伺服電機驅(qū)動器，并設(shè)于轉(zhuǎn)子2 —端處的機殼3上，鋼絲擋圈6設(shè)于轉(zhuǎn)子2上，并鋼絲擋圈6位于轉(zhuǎn)子2 —端的軸承4與位置傳感器7之間。且定子I的外周直徑小于70mm，轉(zhuǎn)子2的內(nèi)周直徑為46?48mm，永磁體的弧長為轉(zhuǎn)子齒的弧長的7?8倍。
[0031 ] 本實施例中，定子I的槽數(shù)為24個，配合轉(zhuǎn)子2實現(xiàn)電機高能量密度，永磁體8為20極，配合定子I實現(xiàn)電機快速起旋并在0.06s內(nèi)轉(zhuǎn)速達到780r/min。定子I的外周直徑為68mm，定子I的內(nèi)周直徑為56mm，轉(zhuǎn)子2的外周直徑為55mm，轉(zhuǎn)子2的內(nèi)周直徑為47mm，永磁體8的弧長為轉(zhuǎn)子齒的弧長的7.5倍。
[0032]在該永磁同步消旋電機中，轉(zhuǎn)子鐵芯9為永磁體8提供導磁路徑，永磁體8粘接在轉(zhuǎn)子鐵芯9上為電機提供恒定磁場，同時為位置傳感器7固定提供安裝位置，永磁體的弧長遠大于轉(zhuǎn)子齒的弧長，滿足高能量密度的要求，機殼3為定子1、端蓋、軸承4、位置傳感器7固定提供安裝位置，襯套5為軸承4、位置傳感器7固定提供擋肩，鋼絲擋圈6為位置傳感器7固定提供軸肩，電機通過對定子I提供相位相差120°的三相交流電信號，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場驅(qū)動永磁轉(zhuǎn)子2旋轉(zhuǎn)，位置傳感器7檢測電機旋轉(zhuǎn)的位置信號，反饋給伺服電機驅(qū)動器，伺服電機驅(qū)動器根據(jù)反饋信號實時控制電機運轉(zhuǎn)。
[0033]經(jīng)過測試，采用定子多槽、轉(zhuǎn)子多極的結(jié)構(gòu)實現(xiàn)特定尺寸消旋電機滿足快速起旋并在0.06s內(nèi)達到780r/min的要求。
[0034]實施例二
[0035]本實施例與實施例一的區(qū)別在于，定子I的槽數(shù)為22個，配合轉(zhuǎn)子2實現(xiàn)電機高能量密度，永磁體8為18極，配合定子I實現(xiàn)電機快速起旋并在0.06s內(nèi)轉(zhuǎn)速達到780r/min，其余結(jié)構(gòu)同實施例一。
[0036]實施例三
[0037]本實施例與實施例一的區(qū)別在于，定子I的槽數(shù)為26個，配合轉(zhuǎn)子2實現(xiàn)電機高能量密度，永磁體8為22極，配合定子I實現(xiàn)電機快速起旋并在0.06s內(nèi)轉(zhuǎn)速達到780r/min,其余結(jié)構(gòu)同實施例一。
【主權(quán)項】
1.一種消旋平臺的永磁同步消旋電機，包括由外到內(nèi)依次設(shè)置的機殼⑶、定子⑴和轉(zhuǎn)子(2)，所述轉(zhuǎn)子(2)通過軸承⑷與機殼(3)連接，所述定子⑴連接有伺服電機驅(qū)動器，其特征在于，所述定子(I)內(nèi)周為正圓形多槽結(jié)構(gòu)，所述轉(zhuǎn)子(2)為近極槽表貼式結(jié)構(gòu)，包括轉(zhuǎn)子鐵芯(9)和永磁體(8)，所述轉(zhuǎn)子鐵芯(9)為環(huán)狀結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)子鐵芯(9)的外表面均勾分布有多個凸出的轉(zhuǎn)子齒，所述永磁體(8)固定于相鄰轉(zhuǎn)子齒之間，永磁體(8)為長方體磁鋼或各處等厚設(shè)置的圓弧狀磁鋼。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種消旋平臺的永磁同步消旋電機，其特征在于，所述定子(I)的槽數(shù)為22?26個，所述永磁體⑶為18?22極。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種消旋平臺的永磁同步消旋電機，其特征在于，所述定子(I)的槽數(shù)為24個，所述永磁體⑶為20極。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種消旋平臺的永磁同步消旋電機，其特征在于，所述定子(I)的外周直徑小于70mm，所述轉(zhuǎn)子(2)的內(nèi)周直徑為46?48mm。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種消旋平臺的永磁同步消旋電機，其特征在于，所述定子(I)的外周直徑為68mm，定子(I)的內(nèi)周直徑為56mm，所述轉(zhuǎn)子⑵的外周直徑為55mm，轉(zhuǎn)子⑵的內(nèi)周直徑為47mm。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種消旋平臺的永磁同步消旋電機，其特征在于，所述永磁體(8)的弧長為轉(zhuǎn)子齒的弧長的7?8倍。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種消旋平臺的永磁同步消旋電機，其特征在于，還包括連接伺服電機驅(qū)動器的位置傳感器(7)，所述位置傳感器(7)設(shè)于轉(zhuǎn)子(2) —端處的機殼(3)上。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種消旋平臺的永磁同步消旋電機，其特征在于，還包括設(shè)于轉(zhuǎn)子(2)上的鋼絲擋圈￠)，所述鋼絲擋圈(6)位于轉(zhuǎn)子(2) —端的軸承(4)與位置傳感器(7)之間。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種消旋平臺的永磁同步消旋電機，其特征在于，所述軸承(4)與機殼(3)之間設(shè)有襯套(5)。
【專利摘要】本實用新型涉及一種消旋平臺的永磁同步消旋電機，包括由外到內(nèi)依次設(shè)置的機殼、定子和轉(zhuǎn)子，所述轉(zhuǎn)子通過軸承與機殼連接，所述定子連接有伺服電機驅(qū)動器，所述定子內(nèi)周為正圓形多槽結(jié)構(gòu)，所述轉(zhuǎn)子為近極槽表貼式結(jié)構(gòu)，包括轉(zhuǎn)子鐵芯和永磁體，所述轉(zhuǎn)子鐵芯為環(huán)狀結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)子鐵芯的外表面均勻分布有多個凸出的轉(zhuǎn)子齒，所述永磁體固定于相鄰轉(zhuǎn)子齒之間，永磁體為長方體磁鋼或各處等厚設(shè)置的圓弧狀磁鋼。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有結(jié)構(gòu)簡單、重量輕、低轉(zhuǎn)動慣量、高效率、高功率密度、端部繞組短和較好的弱磁能力等優(yōu)點，適用于消旋平臺中特定尺寸下的電機結(jié)構(gòu)設(shè)計，在0.06s內(nèi)可達到780r/min。
【IPC分類】H02K21/02, H02K21/16
【公開號】CN204835874
【申請?zhí)枴緾N201520493769
【發(fā)明人】蔣燕飛
【申請人】上海航天有線電廠有限公司
【公開日】2015年12月2日
【申請日】2015年7月9日