CN102545424A

CN102545424A - 一种交流伺服电机转子结构

Info

Publication number: CN102545424A
Application number: CN2010106153318A
Authority: CN
Inventors: 戴耿志
Original assignee: SHANGHAI KINWAY TECHNOLOGIES LNC; SHENZHEN INVT CONTROL TECHNOLOGY Co Ltd; Shenzhen Invt Electric Co Ltd
Current assignee: SHANGHAI KINWAY TECHNOLOGIES LNC; SHENZHEN INVT CONTROL TECHNOLOGY Co Ltd; Shenzhen Invt Electric Co Ltd
Priority date: 2010-12-30
Filing date: 2010-12-30
Publication date: 2012-07-04

Abstract

本发明公开一种交流伺服电机转子结构，转子包括转轴和磁钢环，所述的磁钢环为包括一对以上磁极的筒状的烧结钕铁硼辐射环磁钢，磁钢环套装在转轴外侧。本发明中的转子采用实心转轴结构，磁钢采用烧结的钕铁硼形成的辐射环形的磁钢环，可以根据要求灵活设计厚度、长度，以及磁钢环的充磁极对数、斜极角度等。本发明不仅简化了交流伺服电机转子的制造工艺、降低了生产成本，而且提高电机转子的机械强度，保证了其有足够的机械精度，使得转子可靠性高、一致性好、性能良好，且无需后续动平衡加工。采用本发明，可使交流伺服电机的气隙做得很小，从而充分利用永磁体的磁性能。

Description

一种交流伺服电机转子结构

技术领域

本发明公开一种电机转子，特别是一种交流伺服电机转子结构，属于永磁交流伺服电机技术领域。

背景技术

交流伺服电机以其控制精度高、矩频特性好、具有过载能力以及加速性能好等优点被广泛应用于一些调速性能要求比较高的场合。目前，现有技术中的交流伺服电机的转子结构请参看附图1，一般都是由碳钢转轴1、叠压铁芯2、钕铁硼瓦片磁钢3以及磁钢保护装置（图中未画出）组成，其中，叠压铁芯2套装在碳钢转轴1外侧，钕铁硼瓦片磁钢3通过胶水粘接在叠压铁芯2外侧，钕铁硼瓦片磁钢3外侧套装有磁钢保护装置。现有技术中的交流伺服电机转子的钕铁硼瓦片磁钢3都是呈瓦片形，每个钕铁硼瓦片磁钢3需要通过线切割工艺单独的制成，加工成本高，一个叠压铁芯2外部需要设置多个钕铁硼瓦片磁钢3，钕铁硼瓦片磁钢3需要单独的采用胶水粘接在叠压铁芯2外部，生产工艺相对复杂，而且，对钕铁硼瓦片磁钢3的加工和安装精度要求很高，容易造成电机的气隙较大，浪费磁能等。为了对钕铁硼瓦片磁钢3进行保护，并防止其脱落，通常需要在钕铁硼瓦片磁钢3外侧套装一个磁钢保护装置，从而增加生产工艺步骤和成本。现有技术中的此种伺服电机转子普遍存在如下的缺点：1.制作工艺相对复杂，生产效率较低；2.与之配套使用的定子铁芯需要单独开模生产，相应成本较高；3. 钕铁硼瓦片磁钢3在加工时通常采用线切割的方式加工，加工成本较高；4.需要对钕铁硼瓦片磁钢进行保护，以提高可靠性，从而增加生产工艺步骤和成本；5.通常在安装时，要求电机的气隙较大，浪费了磁能。

发明内容

针对上述提到的现有技术中的交流伺服电机存在的上述缺点，本发明提供一种新型交流伺服电机转子结构，其将一对以上磁极构成的钕铁硼磁钢烧结呈筒状的磁钢环，直接套装在转子外侧，使得产品装配工艺简单、生产成本较低、可靠性高、性能好。

本发明解决其技术问题采用的技术方案是：一种交流伺服电机转子结构，转子包括转轴和磁钢环，磁钢环为包括一对以上磁极的筒状的烧结钕铁硼辐射环磁钢，磁钢环套装在转轴外侧。

本发明解决其技术问题采用的技术方案进一步还包括：

所述的磁钢环与转轴之间填充有厌氧胶。

所述的磁钢环与转轴之间设有铁芯。

所述的铁芯与转轴一体成型。

所述的铁芯与磁钢环之间填充有厌氧胶。

所述的转轴材质采用40Cr合金材料。

所述的磁钢环中的磁极对数为3对、4对或5对。

所述的磁钢环中的磁极的斜极角为360°除以磁极数和磁极槽数的最小公倍数。

本发明的有益效果是：本发明中的转子采用实心转轴结构，转轴和转子铁芯做成一体，转轴材料采用机械性能优越、导磁性能适中的40Cr合金材料，不仅可以节省生产步骤，还可以提高产品性能。本发明中的磁钢采用烧结的钕铁硼材料形成的辐射环形的磁钢环，可以根据要求灵活设计厚度、长度，以及磁钢环的充磁极对数、斜极角度等，本发明中，对钕铁硼辐射环磁钢进行烧结，形成一体式磁钢环，其不仅简化了交流伺服电机转子的制造工艺、降低了生产成本，而且提高磁钢环及电机转子的机械强度，保证了其有足够的机械精度，使得转子可靠性高、一致性好、性能良好，且无需后续动平衡加工，也无需磁钢保护装置。采用本发明，可使交流伺服电机的气隙做得很小，从而充分利用永磁体的磁性能。

下面将结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。

附图说明

图1现有技术中交流伺服电机转子立体结构示意图。

图2为本发明立体结构示意图。

图3为本发明中磁钢环磁极结构示意图。

图中，1-碳钢转轴，2-叠压铁芯，3-钕铁硼瓦片磁钢，4-转轴，5-磁钢，6-铁芯。

具体实施方式

本实施例为本发明优选实施方式，其他凡其原理和基本结构与本实施例相同或近似的，均在本发明保护范围之内。

请参看附图2，本发明主要包括两大部分，即转轴4和磁钢环5，本实施例中，转轴4采用机械性能优良、导磁性能适中的40Cr合金材料制成；磁钢环5采用钕铁硼材料制成，本实施例中，磁钢环5包括一对以上的磁极，通常用3对磁极、4对磁极或磁钢环5对磁极等，可以根据设计需求将磁环设计成不同的磁极对数，请参看附图3，本实施例中，以四对磁极为例对本发明的磁极结构进行具体说明，本发明中的磁极呈辐射环状，磁钢环5整体结构也呈环状，即磁钢环5为包括一对以上磁极的筒状的烧结钕铁硼辐射环磁钢。本实施例中，磁钢环5一体设置，不仅可以减少磁钢环5的生产步骤，降低成本，而且还能使磁钢环5的强度增强，安装更加方便，从而可以省去磁钢环5外侧的磁钢保护装置，是成本进一步降低。本发明中，磁钢环5中的磁极的斜极角度可以设计成不同的斜极角度，通常情况下，斜极角度=360/（P&Z）最小公倍数，即斜极角度为360°除以磁极数（即P）和磁极槽数（即Z）的最小公倍数，如：采用8个磁极9个磁极槽的电机，通常斜极角度为5度。本实施例中，磁钢环5直接套装在转轴4外侧，本实施例中，磁钢环5与转轴4之间填充有厌氧胶水，可保证本发明的机械强度及可靠性，无需添加保护套装置。本发明中，还可在转轴4与磁钢环5之间设置有铁芯6，本实施例中，铁芯6与转轴4一体设置，铁芯6与转轴4一体成型，铁芯6与磁钢环5之间填充有厌氧胶水。

本发明中，磁钢环5可以根据不同的设计需求设计不同的磁极对数、斜极角度、磁钢环厚度以及磁钢环长度等。

本发明在生产时，先将转轴4采用高性能40Cr合金导磁材料加工而成，将磁钢环5采用钕铁硼磁钢材料烧结而形成筒状辐射环磁钢，然后将转轴4和磁钢环5通过精加工成合适尺寸，然后在磁钢环5内轻轻地压入转轴4，在转轴4和磁钢环5之间填充入厌氧胶水固定，提高可靠性，这样就形成了伺服电机转子。

本发明中的转子采用实心转轴结构，转轴和转子铁芯做成一体，转轴材料采用机械性能优越、导磁性能适中的40Cr合金材料，不仅可以节省生产步骤，还可以提高产品性能。本发明中的磁钢采用烧结的钕铁硼材料形成的辐射环形的磁钢环，可以根据要求灵活设计厚度、长度，以及磁钢环的充磁极对数、斜极角度等，本发明中，对钕铁硼辐射环磁钢进行烧结，形成一体式磁钢环，其不仅简化了交流伺服电机转子的制造工艺、降低了生产成本，而且提高磁钢环及电机转子的机械强度，保证了其有足够的机械精度，使得转子可靠性高、一致性好、性能良好，且无需后续动平衡加工，也无需磁钢保护装置。采用本发明，可使交流伺服电机的气隙做得很小，从而充分利用永磁体的磁性能。

Claims

1.一种交流伺服电机转子结构，其特征是：所述的转子包括转轴和磁钢环，所述的磁钢环为包括一对以上磁极的筒状的烧结钕铁硼辐射环磁钢，磁钢环套装在转轴外侧。

2.根据权利要求1所述的交流伺服电机转子结构，其特征是：所述的磁钢环与转轴之间填充有厌氧胶。

3.根据权利要求1所述的交流伺服电机转子结构，其特征是：所述的磁钢环与转轴之间设有铁芯。

4.根据权利要求3所述的交流伺服电机转子结构，其特征是：所述的铁芯与转轴一体成型。

5.根据权利要求3所述的交流伺服电机转子结构，其特征是：所述的铁芯与磁钢环之间填充有厌氧胶。

6.根据权利要求1至5中任意一项所述的交流伺服电机转子结构，其特征是：所述的转轴材质采用40Cr合金材料。

7.根据权利要求1至5中任意一项所述的交流伺服电机转子结构，其特征是：所述的磁钢环中的磁极对数为3对、4对或5对。

8.根据权利要求1至5中任意一项所述的交流伺服电机转子结构，其特征是：所述的磁钢环中的磁极的斜极角为360°除以磁极数和磁极槽数的最小公倍数。