CN104506013A - 一种一体式低速大转矩永磁无刷直流力矩电机 - Google Patents

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刘超
王东文
陈雪松
佟宁泽
赵飞
陈勇
侯竑
王文生
党成涛
吴尧
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
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    • H02K29/06—Motors or generators having non-mechanical commutating devices, e.g. discharge tubes or semiconductor devices with position sensing devices
    • H02K29/08—Motors or generators having non-mechanical commutating devices, e.g. discharge tubes or semiconductor devices with position sensing devices using magnetic effect devices, e.g. Hall-plates, magneto-resistors
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
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Abstract

一种一体式低速大转矩永磁无刷直流力矩电机，属于低压低速大转矩工业电机应用技术领域。包括位置检测磁环、支撑轴承、电机定子、电机转子、中空电机轴、行星齿轮、外齿圈、中心太阳轮；其特征在于，将减速机的中心太阳轮与中空电机轴压紧配合相连，直接驱动中心太阳轮进而驱动行星齿轮和外齿圈进行等比例减速增加转矩运行；电机与减速机之间由一个支撑轴承连接，将减速机和电机做成一体机；由霍尔信号板、环形铝板、位置检测磁环组成电机位置信号采集部分，在装配完成后能对电机霍尔板进行位置调节。优点在于，相比传统低速大转矩驱动设备，驱动电机采用永磁无刷直流电机，运行效率高，控制简易，并将输出轴与减速机构的中心太阳轮直接相连，减少了体积，提高了设备可靠性。

Description

一种一体式低速大转矩永磁无刷直流力矩电机
技术领域
本发明属于低压低速大转矩工业电机应用技术领域，特别是涉及一种一体式低速大转矩永磁无刷直流力矩电机。
背景技术
传统的低速大转矩电机设备主要是由变频器和异步电机和减速机组合而成。异步电机结构复杂，在负载率较低的时候效率较低，整体系统体积较大。异步电机连接减速机在启动过程中，启动电流较大，对电网有冲击。在低速大转矩的工况下，如果制成直驱式永磁同步电机，虽然结构简化，效率较高，但是体积和重量很大，成本较高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种一体式低速大转矩永磁无刷直流力矩电机，将低压无刷直流电机与减速机集成一体的一种新式电机。由于电机为永磁无刷直流电机，在不同负载率的情况下效率都比较高，且功率密度较大，控制简便。将减速机和电机做成一体机，不仅简化结构节省了体积，而且提高了系统运行效率，降低了成本。相比传统低速大转矩驱动设备，驱动电机采用永磁无刷直流电机，运行效率高，控制简易，并将输出轴与减速机构的中心太阳轮直接相连，减少了体积，提高了设备可靠性。
本发明包括位置检测磁环4、支撑轴承9、电机定子8、电机转子6、中空电机轴5、行星齿轮10、外齿圈11、中心太阳轮7；将减速机的中心太阳轮7与中空电机轴5直接相连，电机与减速机之间由一个支撑轴承9连接，将减速机和电机做成一体机，不仅简化结构节省了体积，而且提高了系统运行效率，降低了成本。
电机位置信号采集部分由霍尔信号板1、环形铝板3、位置检测磁环4、组成。电机后端盖采用沉孔设计，霍尔电路板1和环形铝板3由3个内六角螺丝2连接，在装配完成后可以对电机霍尔板进行位置调节，进而找到最佳霍尔位置。中空电机轴5为空心轴键槽结构，与太阳中心轮7压紧配合连接，直接驱动中心太阳轮7进而驱动行星齿轮10和外齿圈11进行等比例减速增加转矩运行。电机与减速机之间由一个支撑轴承9连接，将减速机和电机做成一体机；中空电机轴另一侧为方轴结构，在必要时可以进行手摇操作。位置检测磁环(4)与电机转子连接，并检测电机转子位置。
电机供电电压为低压24V，电机定子8采用分数槽集中绕组；电机转子6采用不均匀气隙结构。
本发明可以应用在比如精炼机，挤塑机，炼钢机，拉丝机等低速大转矩的应用场合。这种低压低速大转矩永磁力矩电机相比传统异步电机连接减速机传统系统，效率高，控制简易，系统集成程度高，方便拆卸，体积可减少15％-20％。相比直驱永磁同步电机传动系统，具有体积小，重量轻等优点。
附图说明
图1为本发明的结构示意图的剖视图。
图2为本发明的结构示意图的侧视图。
图3为后盖沉孔示意图。
图4为环形铝板机构示意图。
图中，霍尔信号板1、内六角螺丝2、环形铝板3、位置检测磁环4、中空电机轴5、电机转子6、中心太阳轮7、电机定子8、支撑轴承9、行星齿轮10、外齿圈11、电机电源端子12、电机霍尔信号端子13、沉孔14。
具体实施方式
本发明包括机壳，前端盖，后端盖、位置检测磁环4、支撑轴承9、电机定子8、电机转子6、中空电机轴5、行星齿轮10、外齿圈11、中心太阳轮7；将减速机的中心太阳轮7与中空电机轴5直接相连，电机与减速机之间由一个支撑轴承9连接，将减速机和电机做成一体机，不仅简化结构节省了体积，而且提高了系统运行效率，降低了成本。
为简化结构电机采用霍尔电路板1反应转子位置信号。永磁无刷直流电机的输出轴5为中空带键槽结构，与中心太阳轮7进行挤压配合，电机轴与行星齿轮之间由一个支撑轴承9连接，简化了以往减速机后轴承与电机前轴承共同支撑的臃肿结构。
永磁无刷直流电机可以根据要求进行设计，绕组采用分数槽集中绕组，工艺简单，转矩密度较大。永磁无刷直流电机制造完成后，可以通过内六角螺丝2将环形铝板和霍尔控制板1进行连接，电机后盖为沉孔结构3，并对霍尔器件位置进行调整。电机运行直接带动中心太阳轮7驱动行星齿轮10并带动外齿圈11进而带动后一级的减速结构，完成低速大转矩工况运行。无刷直流电机额定转速为1200r/min，转矩为10Nm。通过2级1：40减速机构，输出转矩为400Nm，转速为30r/min。减速机构可以比例可以根据需要进行设计，相应的永磁无刷直流电机根据需要进行选择设计。

Claims (4)

1.一种一体式低速大转矩永磁无刷直流力矩电机，包括位置检测磁环、支撑轴承、电机定子、电机转子、中空电机轴、行星齿轮、外齿圈、中心太阳轮；其特征在于，将减速机的中心太阳轮(7)与中空电机轴(5)压紧配合相连，直接驱动中心太阳轮(7)进而驱动行星齿轮(10)和外齿圈(11)进行等比例减速增加转矩运行；电机与减速机之间由一个支撑轴承(9)连接，将减速机和电机做成一体机；
由霍尔信号板(1)、环形铝板(3)、位置检测磁环(4)组成电机位置信号采集部分，霍尔电路板(1)和环形铝板(3)由3个内六角螺丝(2)连接，在装配完成后能对电机霍尔板进行位置调节；位置检测磁环(4)与电机转子连接，并检测电机转子位置。
2.根据权利要求1所述的一体式低速大转矩永磁无刷直流力矩电机，其特征在于，所述的中空电机轴(5)为空心轴键槽结构，中空电机轴另一侧为方轴结构，能进行手摇操作。
3.根据权利要求1所述的一体式低速大转矩永磁无刷直流力矩电机，其特征在于，电机后端盖采用沉孔设计。
4.根据权利要求1所述的一体式低速大转矩永磁无刷直流力矩电机，其特征在于，电机供电电压为低压24V，电机定子(8)采用分数槽集中绕组；电机转子(6)采用不均匀气隙结构。
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