CN102510144A - 直驱电机的磁极结构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种直驱电机的磁极结构，所述磁极结构包括：若干个永磁体磁极和固定装置；所述永磁铁磁极均匀分布在固定装置上，且相邻的永磁体磁极的充磁方向相反，所述永磁体磁极的圆弧面的方向朝上，所述圆弧面的中心线与永磁体磁极的中轴线重合。通过本发明的直驱电机的磁极结构使磁极的两侧距离动子的距离逐渐增加，从而使磁极两侧的磁通密度迅速衰减，使磁极两侧的磁通密度差值也随之减小，从而从而大幅度提高了整个电机永磁体磁极的一致性，降低了电机在运行过程中的推力波动、转矩波动和噪音，具有很强的市场竞争力。
Description
技术领域
本发明涉及直驱电机技术领域，特别涉及一种高精度永磁直驱电机的磁极结构。
背景技术
传统伺服机构多采用旋转电机经传动装置（如：同步带、滚珠丝杠等）将旋转运动转化为直线运动或者通过减速齿轮将伺服电机的力矩增大来实现，由于传动链长，不可避免地存在间隙和非线性误差，令电机控制精度和速度受限。基于直驱电机的直接传动技术由于其省去了复杂的中间传动机构，令传动系统整体精度和响应速度大大提高。其应用领域正在逐渐扩大。
直驱电机（直接驱动式电机的简称）可分为直线电机和力矩电机，其中直线电机10的结构如图1所示，力矩电机20的结构如图2所示（图中箭头方向为充磁方向）。无论是直线电机10还是力矩电机20，其磁极磁通密度由于其生产原料和充磁工艺等限制无法做到较高的一致性，其差别主要在于永磁体作为磁极时，磁极的两侧磁通密度差值较大，宏观上表现为各个充磁方向不一致，从而使实际电机的推力波动，转矩波动和噪音等参数与理论设计的水平相差较大。
有鉴于此，现有技术尚有待改进和发展。
发明内容
鉴于上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种直驱电机的磁极结构，以解决现有的表面贴装永磁体的直驱电机存在的永磁体磁极磁通密度相差较大、一致性较差，从而导致直驱电机推力波动，转矩波动和噪音较大等问题。
为了达到上述目的，本发明采取了以下技术方案：
一种直驱电机的磁极结构，所述直驱电机的表面贴装有永磁铁，其中，所述磁极结构包括：若干个永磁体磁极和固定装置；
所述永磁铁磁极均匀分布在固定装置上，且相邻的永磁体磁极的充磁方向相反，所述永磁体磁极的圆弧面的方向朝上，所述圆弧面的中心线与永磁体磁极的中轴线重合。
所述的直驱电机的磁极结构，其中，所述固定装置为定子底板。
所述的直驱电机的磁极结构，其中，所述永磁体磁极和定子底板采用环氧树脂粘接后整体灌封。
所述的直驱电机的磁极结构，其中，所述固定装置为转子铁芯。
所述的直驱电机的磁极结构，其中，所述永磁体磁极和转子铁芯采用环氧树脂粘接后整体灌封。
所述的直驱电机的磁极结构，其中，所述永磁体磁极的圆弧面的半径与高度比值范围为：9：1到10：1。
本发明提供的表面贴装有永磁铁的直驱电机的磁极结构，所述磁极结构包括：若干个永磁体磁极和固定装置；所述永磁铁磁极均匀分布在固定装置上，且相邻的永磁体磁极的充磁方向相反，所述永磁体磁极的圆弧面的方向朝上，所述圆弧面的中心线与永磁体磁极的中轴线重合。通过本发明的直驱电机的磁极结构使磁极的两侧距离动子的距离逐渐增加，从而使磁极两侧的磁通密度迅速衰减，使磁极两侧的磁通密度差值也随之减小，从而从而大幅度提高了整个电机永磁体磁极的一致性，降低了电机在运行过程中的推力波动、转矩波动和噪音，具有很强的市场竞争力。
附图说明
图1为现有技术的直线电机的结构示意图。
图2为现有技术的力矩电机的结构示意图。
图3为本发明的第一实施例的直驱电机的磁极结构的示意图。
图4为本发明的第二实施例的直驱电机的磁极结构的示意图。
图5为本发明的永磁体磁极的示意图。
具体实施方式
本发明提供了一种直驱电机的磁极结构。为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
我们知道，因为空气的磁阻非常大，磁感线在空气中分散的非常快，反映在磁通密度上就是在空气中磁通密度随测试点与永磁体表面距离的增加而迅速衰减。本发明的直驱电机的磁极结构便是基于这个原理，使磁极的两侧距离动子的距离逐渐增加，从而使磁极两侧的磁通密度迅速衰减，这样原磁极两侧的磁通密度差值就随之减小。
下面详细来介绍一下本发明的直驱电机的磁极结构是如何来达到上述效果的。本发明的直驱电机的磁极结构包括：若干个永磁体磁极和固定装置；所述永磁铁磁极均匀分布在固定装置上，且相邻的永磁体磁极的充磁方向相反，所述永磁体磁极的圆弧面的方向朝上，所述圆弧面的中心线与永磁体磁极的中轴线重合。
因为，直驱电机可以分为直线电机和力矩电机，如图1和图2所示。故此，我们分别以直线电机和力矩电机为例来说明本发明的直驱电机的磁极结构。
请参阅图3，其为本发明的第一实施例的直驱电机的磁极结构的示意图。如图所示，本发明的第一实施例的直驱电机为直线电机。其包括：若干个永磁体磁极2和定子底板3；所述永磁铁磁极2均匀分布在定子底板3上，且相邻的永磁体磁极2的充磁方向相反（如图中所述的箭头方向为相反的），所述永磁体磁极2的圆弧面的方向朝上，所述圆弧面的中心线与永磁体磁极的中轴线重合，即永磁体磁极2的磁极左右两侧以永磁体磁极的中轴线为对称轴。
具体说来，请一并参阅图5，因为永磁体磁极2（阴影部分为永磁体磁极2，其余为辅助线）的外表面为圆弧面，故此，其左右两侧（磁极左侧21和磁极右侧22）距离动子的距离逐渐增大：中间距离动子的距离最近，左右两侧距离动子的距离最远。这样一来，磁极两侧的磁通密度迅速衰减，这样原磁极两侧的磁通密度差值就随之减小。这样一来，缓解了因充磁工艺条件不一致造成的永磁体两边端磁通密度差值较大的情况，从而大幅度提高了整个电机永磁体磁极的一致性，降低了电机在运行过程中的推力波动，转矩波动和噪音。
同样地，当所述直驱电机为力矩电机时，如图4所示，其包括若干个永磁体磁极2和转子铁芯4；所述永磁铁磁极2均匀分布在转子铁芯4上，且相邻的永磁体磁极2的充磁方向相反（如图中所述的箭头方向为相反的）。其永磁体磁极2的结构与直线电机中的相同，为了描述简单，在这里就不再赘述了。
进一步地，所述永磁体磁极和固定装置（包括定子底板3和转子铁芯4）可以采用环氧树脂粘接后整体灌封。如图3所示，1为环氧灌封胶，将永磁体磁极和定子底板3粘接后整体灌封。
另外，考虑到永磁体加工的工艺性，如图5所示，所述永磁体磁极的圆弧面的半径为H，所述永磁体磁极的圆弧面的高度为h，且满足：H比h的比值范围为：9比1到10比1之间。
综上所述，本发明提供的表面贴装有永磁铁的直驱电机的磁极结构，所述磁极结构包括：若干个永磁体磁极和固定装置；所述永磁铁磁极均匀分布在固定装置上，且相邻的永磁体磁极的充磁方向相反，所述永磁体磁极的圆弧面的方向朝上，所述圆弧面的中心线与永磁体磁极的中轴线重合。通过本发明的直驱电机的磁极结构使磁极的两侧距离动子的距离逐渐增加，从而使磁极两侧的磁通密度迅速衰减，使磁极两侧的磁通密度差值也随之减小，从而从而大幅度提高了整个电机永磁体磁极的一致性，降低了电机在运行过程中的推力波动、转矩波动和噪音，具有很强的市场竞争力。
可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
Claims (6)
1.一种直驱电机的磁极结构，所述直驱电机的表面贴装有永磁铁，其特征在于，所述磁极结构包括：若干个永磁体磁极和固定装置；
所述永磁铁磁极均匀分布在固定装置上，且相邻的永磁体磁极的充磁方向相反，所述永磁体磁极的圆弧面的方向朝上，所述圆弧面的中心线与永磁体磁极的中轴线重合。
2.根据权利要求1所述的直驱电机的磁极结构，其特征在于，所述固定装置为定子底板。
3.根据权利要求2所述的直驱电机的磁极结构，其特征在于，所述永磁体磁极和定子底板采用环氧树脂粘接后整体灌封。
4.根据权利要求1所述的直驱电机的磁极结构，其特征在于，所述固定装置为转子铁芯。
5.根据权利要求4所述的直驱电机的磁极结构，其特征在于，所述永磁体磁极和转子铁芯采用环氧树脂粘接后整体灌封。
6.根据权利要求1所述的直驱电机的磁极结构，其特征在于，所述永磁体磁极的圆弧面的半径与高度比值范围为：9：1到10：1。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN103840570A (zh) * | 2014-02-21 | 2014-06-04 | 广东威灵电机制造有限公司 | 电机磁瓦及具有该电机磁瓦的电机 |
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| JP2010166683A (ja) * | 2009-01-15 | 2010-07-29 | Fujitsu General Ltd | 永久磁石型モータ |
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2011
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