CN106160289A - 一种永磁同步伺服电机低惯量转子结构 - Google Patents

一种永磁同步伺服电机低惯量转子结构 Download PDF

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朱殿烨
牛正蕊
毕晨光
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    • H02K1/22—Rotating parts of the magnetic circuit
    • H02K1/27—Rotor cores with permanent magnets
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Abstract

本发明涉及一种永磁同步伺服电机低惯量转子结构，包括转子铁芯、磁钢和转轴，转子铁芯为转子管料和板料的焊接结构，转子管料的外管壁沿长度方向开有卡槽，转子管料两端对应卡槽形成定位凸边，磁钢排列安装到卡槽内、并通过碳纤维套管进行外周包覆，转轴包括前端轴和后端轴，前端轴固定安装到转子铁芯的前端，后端轴固定安装到转子铁芯的后端。本发明降低了伺服电机转子的转动惯量，有利于提高电机的整体性能，增强电机的动态响应性能，提高定位精度。

Description

一种永磁同步伺服电机低惯量转子结构
技术领域
本发明涉及一种电机转子，特别是涉及一种永磁同步伺服电机低惯量转子结构。
背景技术
电机的转动惯量是指伺服电机转子本身的惯量。转子本身的惯量与转子的重量与结构息息相关，在保证转子电气性能、机械强度、稳定性的条件下，降低转子的重量改进转子结构是降低转子惯量的重要方式，尤其对大功率电机尤为重要。
低惯量永磁同步伺服电机具有启动性能好，加速、停止反应快，定位精度高等优点，越来越广泛被应用于运动控制领域。现有的伺服电机转子转动惯量通常较高，大大的降低了电机的整体性能，动态响应性能差，定位精度低，限制了其应用领域的发展。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种永磁同步伺服电机低惯量转子结构，降低伺服电机转子的转动惯量。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是提供一种永磁同步伺服电机低惯量转子结构，包括转子铁芯、磁钢和转轴，所述转子铁芯为转子管料和板料的焊接结构，所述转子管料的外管壁沿长度方向开有卡槽，转子管料两端对应卡槽形成定位凸边，所述磁钢排列安装到卡槽内、并通过碳纤维套管进行外周包覆，所述转轴包括前端轴和后端轴，所述前端轴固定安装到转子铁芯的前端，所述后端轴固定安装到转子铁芯的后端。
作为本发明一种优选的实施方式，所述板料设置为一块、焊接在转子管料的中间位置。
作为本发明另一种优选的实施方式，所述板料设置为两块、分别焊接在转子管料的两端位置。
作为本发明另一种优选的实施方式，所述卡槽为弧形槽，所述磁钢的端面呈弧形结构。
作为本发明另一种优选的实施方式，所述定位凸边的高度与磁钢的厚度相等。
作为本发明另一种优选的实施方式，所述定位凸边的高度尺寸小于磁钢的厚度尺寸。
作为本发明另一种优选的实施方式，所述磁钢通过胶水粘接到卡槽内。
作为本发明另一种优选的实施方式，所述前端轴和后端轴通过法兰状止口结构分别与转子铁芯的前端和后端装配、并通过螺栓进行固定。
作为本发明另一种优选的实施方式，所述板料上形成若干减轻重量的通孔。
有益效果
在本发明中，转子铁芯采用转子管料和板料焊接结构，在保证强度和电气性能的同时，降低了转子的重量，从而大大降低了转子的转动惯量，并节省了材料和加工费用；转轴采用前端轴和后端轴两部分组装形成，避免了传统的贯穿式转轴，装配更加方便，成本更加低廉，降低了转轴整体重量，有利于降低机转子的转动惯量；采用碳纤维套管包覆在磁钢的外围，与传统的不锈钢套相比，质量更轻，有利于降低机转子的转动惯量。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
如图1所示的一种永磁同步伺服电机低惯量转子结构，包括转子铁芯1、磁钢2和转轴。
转子铁芯1采用转子管料101和板料102焊接而成。板料102可以设置为一块，焊接在转子管料101的中间位置；板料102也可以设置为两块，分别焊接在转子管料101的两端位置，同时可以起到支撑的作用。这种焊接的转子铁芯1，能够在保证强度和电气性能的同时，降低了转子的重量，从而大大降低了转子的转动惯量，并节省了材料和加工费用。另外，板料102上可以开有若干圆形的或者其他异型的孔，以达到减重的效果。
转子管料101的外管壁沿长度方向开有卡槽，卡槽为弧形槽，转子管料101两端对应卡槽的位置形成定位凸边，定位凸边的高度可以设置成与磁钢2的厚度相等，也可以设置成小于磁钢2的厚度，以缩短定为凸边的尺寸，达到减重的目的。磁钢2的端面呈弧形结构，磁钢2通过胶水粘接排列地安装到卡槽内，其外周通过碳纤维套管5包覆进行固定，防止磁钢2脱落，碳纤维套管5质量轻便，有利于减重。
转轴包括前端轴3和后端轴4，前端轴3和后端轴4通过法兰状止口结构分别与转子铁芯1的前端和后端装配，并通过螺栓进行固定。一种优选的结构为：板料102设置为两块，分别焊接在转子管料101的两端位置，前端轴3和后端轴4通过法兰状止口结构分别与转子铁芯1的前端板料102和后端板料102装配，并通过螺栓进行固定。
这种结构的转子，降低了其转动惯量，有利于提高电机的整体性能，增强电机的动态响应性能，提高定位精度，有利于应用到更广泛的领域。

Claims (9)

1.一种永磁同步伺服电机低惯量转子结构，包括转子铁芯(1)、磁钢(2)和转轴，其特征在于：所述转子铁芯(1)为转子管料(101)和板料(102)的焊接结构，所述转子管料(101)的外管壁沿长度方向开有卡槽，转子管料(101)两端对应卡槽形成定位凸边，所述磁钢(2)排列安装到卡槽内、并通过碳纤维套管(5)进行外周包覆，所述转轴包括前端轴(3)和后端轴(4)，所述前端轴(3)固定安装到转子铁芯(1)的前端，所述后端轴(4)固定安装到转子铁芯(1)的后端。
2.根据权利要求1所述的一种永磁同步伺服电机低惯量转子结构，其特征在于：所述板料(102)设置为一块、焊接在转子管料(101)的中间位置。
3.根据权利要求1所述的一种永磁同步伺服电机低惯量转子结构，其特征在于：所述板料(102)设置为两块、分别焊接在转子管料(101)的两端位置。
4.根据权利要求1所述的一种永磁同步伺服电机低惯量转子结构，其特征在于：所述卡槽为弧形槽，所述磁钢(2)的端面呈弧形结构。
5.根据权利要求1所述的一种永磁同步伺服电机低惯量转子结构，其特征在于：所述定位凸边的高度与磁钢(2)的厚度相等。
6.根据权利要求1所述的一种永磁同步伺服电机低惯量转子结构，其特征在于：所述定位凸边的高度尺寸小于磁钢(2)的厚度尺寸。
7.根据权利要求1所述的一种永磁同步伺服电机低惯量转子结构，其特征在于：所述磁钢(2)通过胶水粘接到卡槽内。
8.根据权利要求1所述的一种永磁同步伺服电机低惯量转子结构，其特征在于：所述前端轴(3)和后端轴(4)通过法兰状止口结构分别与转子铁芯(1)的前端和后端装配、并通过螺栓进行固定。
9.根据权利要求1所述的一种永磁同步伺服电机低惯量转子结构，其特征在于：所述板料(102)上形成若干减轻重量的通孔。
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