CN101345459B - 一种新型有限转角电动机及制作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种新型有限转角电动机及制作方法，其特征在于：该方法采用的定子采用内贴定形绕组的无槽结构，定形绕组敷设在导磁管内表面，使定形绕组上、下层边均处于有效气隙磁场内；该方法的转子采用圆柱型磁钢材料制成无刷结构，在圆柱型磁钢材料两端用不导磁材料做转轴。本发明具有长径比大、体积小、重量轻、惯量小、响应速度快、定位精度高的特点。本发明电动机的绕组利用率可达100％，电动机转矩波动系数不超过1％，，最大输出角加速度可达到5×105/s2以上。

Description

一种新型有限转角电动机及制作方法
技术领域
本发明涉及一种新型有限转角电动机及制作方法，属于微电机制作技术领域。
背景技术
在自动化机械设备上，经常会采用一种有限转角电动机，用于将电信号转变成角位移。要求该电动机要有较大的转动力矩，响应速度快，惯量小，当电信号停止后，能够很快停下来，保证精确定位，同时还要求这种电动机应具有体积小，重量轻以便于安装。目前，普通的有限转角电动机中的定子或转子一般是将漆包线绕在环形铁心上制成的，这样的结构只有线圈的一半位于气隙磁场中，绕组利用率低于50％。输出转矩小，电动机的体积较大，重量也较重。由于采用环行绕线，定子内孔不宜过小，转子直径比较大，惯量大；很难实现高的输出力矩、高的响应速度和高的角加速度。因此现有的有限转角电动机还是不能满足使用的要求。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种新型有限转角电动机及制作方法。可提高电动机的绕组利用率，提高电动机的长度与直径比，可以制成体积小的细长型的电动机；并具有输出力矩大，重量轻，惯量小，响应速度快，角加速度很高，定位精度好的特点，从而克服现有技术的不足。
本发明的技术方案。一种新型有限转角电动机的制作方法，该方法采用的定子采用内贴定形绕组的无槽结构，定形绕组敷设在导磁管内表面，使定形绕组上、下层边均处于有效气隙磁场内；该方法的转子采用圆柱型磁钢材料制成无刷结构，在圆柱型磁钢材料两端用不导磁材料做转轴。
上述的新型有限转角电动机的制作方法中，所述的定形绕组是将绝缘导线绕在胎模上，并使漆包线匝与匝之间粘在一起，干燥定形后脱模，使线圈保持胎模形状的绕组。
前述的新型有限转角电动机的制作方法中，所述的导磁管用导磁材料制成。
前述的新型有限转角电动机的制作方法中，所述的磁钢用高性能永磁合金制成。
前述的新型有限转角电动机的制作方法中，所述的不导磁材料为不锈钢或青铜材料。
按照前述的新型有限转角电动机的制作方法制成的一种新型有限转角电动机，包括定子和设在定子内的转子，定子包括壳体，壳体内设有导磁管，导磁管的内壁设有绝缘层，绝缘层上设有环氧树脂层，环氧树脂层中镶嵌有定形绕组；转子包括用高性能永磁合金制成的转子磁极，转子磁极两端设有不导磁转轴。
上述的新型有限转角电动机中，所述的不导磁转轴经轴承支承在壳体上。
前述的新型有限转角电动机中，所述壳体的一端设有挡圈，壳体的一端设有垫圈和端盖；端盖内的不导磁转轴上设有弹簧和销钉。
与现有技术相比，现有技术由于受到绕组结构的影响，无法继续缩小电动机的直径，所以现有技术的电动机只能做成小长径比的扁平式电机，其惯量相对较大。本发明由于定子中的铁芯采用导磁管制成；定子绕组采用定形绕组，用环氧树脂封装在导磁管内壁上；电动机的转子采用圆柱型磁钢材料制成，所以可以把电动机直径做的很细，使电动机的长度与直径比增大，可以制成体积小的细长型的电动机。由于定子和转子都可以做的很小，所以电动机的重量轻，直径变小可以减小惯量，提高响应速度，由于惯量小电动机的定位精度也得到提高。由于本发明的定子绕组采用定形绕组，用环氧树脂固定在导磁管内壁上；使得电机工作时，定子绕组上下层边均处于气隙磁场中，绕组利用率可达到100％，有效的提高了输出力矩。本发明通过系统性能试验，本发明的电动机在有限转角范围内可稳定的把输入电信号转换成轴上的输出转矩信号，电动机转矩波动系数不超过1％，最大输出角加速度可达到5×105/s2。
附图说明
图1是本发明电动机的结构示意图；
图2是本发明电动机的径向剖视图；
图3是本发明电动机转子的轴向剖视图。
附图中的标记为：1-壳体，2-导磁管，3-绝缘层，4-环氧树脂层，5-定形绕组，6-转子磁极，7-不导磁转轴，8-轴承，9-挡圈，10-垫圈，11-端盖，12-弹簧，13-销钉，14-气隙磁场，15-销钉孔。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明，但不作为对本发明的限制。
本发明的实施例。一种新型有限转角电动机的制作方法。如图1、图2和图3所示。该方法采用的定子采用内贴定形绕组5的无槽结构，定形绕组5是将绝缘导线绕在胎模上，并使漆包线匝与匝之间粘在一起，干燥定形后脱模，使线圈保持胎模形状的定形绕组。定形绕组敷设在定子铁芯内表面，定子铁芯采用2Cr13不锈钢材料制成无槽的导磁管2，用环氧树脂将定形绕组5封装在内壁经过绝缘处理的导磁管2内壁上；使定形绕组5上、下层边均处于有效气隙磁场14内；该方法的转子采用牌号为XG32/14的高性能永磁合金制成圆柱型磁钢作为转子磁极6，在圆柱型磁钢材料两端用不导磁的牌号为2Cr13的不锈钢制成转轴7，因为转子上没有电气元件，所以转子不需要碳刷连接。
按照本发明的一种新型有限转角电动机的制作方法制成的一种新型有限转角电动机，如图1、图2和图3所示。它包括定子和设在定子内的转子。定子包括壳体1，壳体1内设有导磁管2，导磁管2的内壁设有绝缘层3，绝缘层3上设有环氧树脂层4，环氧树脂层4中镶嵌有定形绕组5；转子包括用高性能永磁合金制成的转子磁极6，转子磁极6两端设有不锈钢转轴7。不锈钢转轴7经轴承8支承在壳体1上。壳体1的一端设有挡圈9密封，壳体1的一端设有垫圈10和端盖11密封；端盖11内的不锈钢转轴7上套有弹簧12，在端盖11内的不锈钢转轴7上设有销钉孔15，销钉孔15中插有销钉13将弹簧12定位。

Claims (5)

1.一种新型有限转角电动机的制作方法，其特征在于：该方法采用的定子采用内贴定形绕组的无槽结构，所述的定形绕组是将漆包线绕在胎模上，并使漆包线匝与匝之间粘在一起，干燥定形后脱模，使线圈保持胎模形状的绕组；用环氧树脂将定形绕组封装在内壁经过绝缘处理的导磁管内壁上，所述的导磁管用2Cr13不锈钢材料制成，使定形绕组上、下层边均处于有效气隙磁场内；该方法的转子为无刷结构，采用圆柱型磁钢材料制成转子磁极，在圆柱型磁钢材料两端用不导磁材料做转轴。
2.根据权利要求1所述的新型有限转角电动机的制作方法，其特征在于：所述的不导磁材料为不锈钢或青铜材料。
3.一种新型有限转角电动机，包括定子和设在定子内的转子，其特征在于：定子包括壳体(1)，壳体(1)内设有导磁管(2)，导磁管(2)用2Cr13不锈钢材料制成；导磁管(2)的内壁设有绝缘层(3)，绝缘层(3)上设有环氧树脂层(4)，环氧树脂层(4)中镶嵌有定形绕组(5)，所述的定形绕组是将漆包线绕在胎模上，并使漆包线匝与匝之间粘在一起，干燥定形后脱模，使线圈保持胎模形状的绕组；转子为无刷结构，采用圆柱型磁钢材料制成转子磁极(6)，转子磁极(6)两端设有不导磁转轴(7)。
4.根据权利要求3所述的新型有限转角电动机，其特征在于：所述的不导磁转轴(7)经轴承(8)支承在壳体(1)上。
5.根据权利要求4所述的新型有限转角电动机，其特征在于：所述壳体(1)的一端设有挡圈(9)，壳体(1)的另一端设有垫圈(10)和端盖(11)；端盖(11)内的不导磁转轴(7)上设有弹簧(12)和销钉(13)。
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