CN103296806A

CN103296806A - 一种新型节能伺服电机

Info

Publication number: CN103296806A
Application number: CN2013102263149A
Authority: CN
Inventors: 刘韧
Original assignee: WUHU WEITE MOTOR Co Ltd
Current assignee: WUHU WEITE MOTOR Co Ltd
Priority date: 2013-06-07
Filing date: 2013-06-07
Publication date: 2013-09-11

Abstract

本发明公开了一种新型节能伺服电机，包括机壳、定子组件和转子组件，所述转子组件包括电机轴和套接固定在电机轴上的圆钢，在圆钢的外圆周面上粘贴有一圈钕铁硼永磁体，钕铁硼永磁体与圆钢等长，钕铁硼永磁体呈瓦片状，且设有四块。与现有技术相比，本伺服电机的转子通过采用钕铁硼永磁体替代励磁绕组，钕铁硼永磁体具有优越的磁性能如高磁能积和高矫顽力（特别是高内禀矫顽力），材料的矫顽力高，气隙长度可以取较大值，使得本伺服电机比传统铁氧体电机及其他类型电机的节能效果提高了20%，节能效果好。

Description

一种新型节能伺服电机

技术领域

本发明属于电机的技术领域，具体地说，本发明涉及一种新型节能伺服电机。

背景技术

目前，使用在缝纫机上的电机最普遍、量最大的是离合器电机，由于它有低成本的优势，所以离合器电机的统治地位一直难以被其它电机动摇。由于离合器电机的动力是靠离合器的离合来传递，不管是否在缝纫，电机始终在运转，因而电机空载时间往往超过工作时间，空耗很大。另一方面，由于离合器电机是交流异步电机，而交流异步电机自身的输出效率较低，通过磨擦离合器传递扭矩到缝纫机，效率大幅下降，所以整个系统的输出功率非常低，效率十分低下。这种电机除了高能耗，还具有高噪音、高振动、高温升的缺点。

另一种在缝纫机上使用较多的电机是电子马达，电子马达控制系统同样有着像离合器电机一样的高能耗弊端，电子马达系统在系统通电后，无论是否需要缝纫，感应电机将一直维持额定转速“全速”旋转，电控器接收缝纫工的操作命令即踏板命令，并根据同步器的反馈来控制离合器的啮合状态以及各电磁铁的动作来完成所需要的缝纫工作。虽然电子马达能够很好的控制缝制效果，但是依然没有解决浪费电能的问题。因为电子马达控制器不能直接控制感应电机的运行速度的和起停，而是通过控制离合器来实现起停和调速，而电机是消耗电能的主要部件，电机在不受控制的情况下运行，无论缝纫机工作在什么工况，无论高速或低速、缝厚料或薄料（缝厚料时缝纫机需要更大的力矩，而缝薄料时需要较少的力矩）、缝纫机是否工作，电机都在全速运行，由于电机无辜浪费了许多电能，所以整个系统效率很低。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种新型节能伺服电机，以达到降低能耗的目的。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种新型节能伺服电机，包括机壳、定子组件和转子组件，所述转子组件包括电机轴和套接固定在电机轴上的圆钢，在圆钢的外圆周面上粘贴有一圈钕铁硼永磁体，钕铁硼永磁体与圆钢等长，钕铁硼永磁体呈瓦片状，且设有四块。

所述钕铁硼永磁体的表面经过镀锌处理形成镀锌层。

所述定子组件包括定子铁芯和励磁绕组，定子铁芯由多片形状相同的硅钢片叠压构成，相邻两片硅钢片之间通过其中一片硅钢片上的凸起嵌入另一片硅钢片上的凹槽中。

在所述机壳的内壁上设有一个定位筋，在所述定子铁芯的外表面设有与机壳内的定位筋适配的定位槽，机壳与定子铁芯为过盈配合。

所述硅钢片具有80片。

所述机壳的材质为铝合金，在机壳的外表面设有多个散热筋。

本发明采用上述技术方案，与现有技术相比，本伺服电机的转子通过采用钕铁硼永磁体替代励磁绕组，钕铁硼永磁体具有优越的磁性能如高磁能积和高矫顽力（特别是高内禀矫顽力），材料的矫顽力高，气隙长度可以取较大值，使得本伺服电机比传统铁氧体电机及其他类型电机的节能效果提高了20%，节能效果好；另外由于钕铁硼永磁体的最大磁能积很高，特别是能制成超薄型的永磁体，从而电机可以实现超微和低惯量，一方面节省了制造资源（主要节省了金属材料铜、钢铁和铝等不可再生的资源），另一方面则大大提高了用户的工作效率。

附图说明

图1为本发明的伺服电机的剖视图；

图2为转子组件的结构示意图；

图3为钕铁硼永磁体的结构示意图；

图4为机壳的结构示意图；

图5为定子铁芯的结构示意图；

上述图中的标记均为：1、机壳；11、定位筋；2、定子组件；21、定子铁芯；22、定位槽；3、转子组件；31、电机轴；32、圆钢；33、钕铁硼永磁体；4、前端盖；5、后端盖；6、后罩。

具体实施方式

如图1所示为本发明的一种新型节能伺服电机，包括机壳1、定子组件2和转子组件3。如图2所示，转子组件3包括电机轴31和套接固定在电机轴31上的圆钢32，为了提高伺服电机的节能效果，该转子组件3无励磁绕组，在圆钢32的外圆周面上粘贴有一圈钕铁硼永磁体33，钕铁硼永磁体33与圆钢32等长，钕铁硼永磁体33的两个端面要确保与圆钢32的两个端面要平齐，钕铁硼永磁体33呈瓦片状，且设有四块，相邻两个钕铁硼永磁体33中，其中一个为N极，另外一个为S极，即相邻的钕铁硼永磁体33极性相反。钕铁硼永磁体33具有优越的磁性能如高磁能积和高矫顽力（特别是高内禀矫顽力），电机不需要励磁绕组，结构比较简单，磁场部分没有发热源，无须考虑冷却散热，材料的矫顽力高，气隙长度可以取较大值，使得本伺服电机比传统铁氧体电机及其他类型电机的节能效果提高了20%，节能效果好。

由于伺服电机转速高，钕铁硼永磁体33装在转子组件3上，以保证定子电气联接的可靠性。钕铁硼永磁体33是通过贴装工艺粘贴在圆钢32的外表面上，靠工艺保证钕铁硼永磁体33均匀以使磁路对称，粘接牢固以使在较大的线速度下不至脱开，相邻两个钕铁硼永磁体33之间的间隙为0.1mm左右。各钕铁硼永磁体33的厚度为3.95mm，长度为40mm，磁通值在740-750mWb之间，矫顽力、剩磁值都要符合标准。

为了解决永磁材料抗氧化的问题，钕铁硼永磁体33的表面要经过镀锌处理形成一层镀锌层。

如图1所示，定子组件2包括定子铁芯21和励磁绕组，定子组件2安装在机壳1中，如图4所示，在机壳1的内壁上设有一个定位筋11，定位筋11沿机壳1内孔的轴线方向从机壳1的一端延伸至另一端，如图5所示，在定子铁芯21的外表面设有与机壳1内的定位筋11适配的定位槽22。定位筋11和定位槽22的形状为圆弧形的，其半径为1.25mm。另外，机壳1与定子铁芯21的为过盈配合，定子铁芯21的是通过热套挤压进入加热膨胀后的机壳1中，机壳1冷却收缩后，将定子铁芯21牢牢固定。

如图2所示，定子铁芯21由80片形状相同的硅钢片叠压构成，每片硅钢片的厚度为0.5mm。在加工时，所有硅钢片叠在一起，通过高速冲压模具一次冲压成型，在每片硅钢片的一侧冲出一个凹槽，相应在硅钢片的另一侧形成一个凸起，相邻两片硅钢片之间通过其中下方硅钢片上的凸起嵌入上方硅钢片上的凹槽中，最终连成一体。定子铁芯21的硅钢片采用这种冲压加工工艺，形成的定子铁芯21的垂直度比较好，从而能够使得电机的噪音低，振动小，磁场稳定。

本伺服电机的机壳1的材质为铝合金，在机壳1的外表面设有多个散热筋，散热性能好。这种机壳1的体积比较小，具体尺寸为长度80mm、宽度80mm、高度为65mm，内孔直径为76mm。

如图1所示，电机轴31通过两个轴承支撑在机壳1前端和后端的前端盖4和后端盖5上，在后端盖5上还安装有后罩6，后罩6能够密封防尘，在后罩6中安装有电机故障检测和报警装置等。电机轴31从前端盖4伸出的端部用于与缝纫机的机头连接，从后罩6伸出的端部可以安装缝纫机的手轮，手动实现缝纫机机头位置的调整。

上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种新型节能伺服电机，包括机壳、定子组件和转子组件，其特征在于：所述转子组件包括电机轴和套接固定在电机轴上的圆钢，在圆钢的外圆周面上粘贴有一圈钕铁硼永磁体，钕铁硼永磁体与圆钢等长，钕铁硼永磁体呈瓦片状，且设有四块。

2.根据权利要求1所述的新型节能伺服电机，其特征在于：所述钕铁硼永磁体的表面经过镀锌处理形成镀锌层。

3.根据权利要求1所述的新型节能伺服电机，其特征在于：所述定子组件包括定子铁芯和励磁绕组，定子铁芯由多片形状相同的硅钢片叠压构成，相邻两片硅钢片之间通过其中一片硅钢片上的凸起嵌入另一片硅钢片上的凹槽中。

4.根据权利要求3所述的新型节能伺服电机，其特征在于：在所述机壳的内壁上设有一个定位筋，在所述定子铁芯的外表面设有与机壳内的定位筋适配的定位槽，机壳与定子铁芯为过盈配合。

5.根据权利要求3或4所述的新型节能伺服电机，其特征在于：所述硅钢片具有80片。

6.根据权利要求5所述的新型节能伺服电机，其特征在于：所述机壳的材质为铝合金，在机壳的外表面设有多个散热筋。