CN110492711A - 一种扁平结构有限转角电机 - Google Patents

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刘有恩
葛红岩
赵飞
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K24/00—Machines adapted for the instantaneous transmission or reception of the angular displacement of rotating parts, e.g. synchro, selsyn

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

本发明提供了一种扁平结构有限转角电机，包括安装壳体；所述安装壳体内固定安装有方形导磁结构，方形导磁结构为方形块状，方形导磁结构的上下端部均有绕有绕组，且绕组沿垂直面缠绕而有部分穿过方形导磁结构内，绕在方形导磁结构上端的绕组和绕在方形导磁结构下端的绕组的方向相同。本发明通过方形导磁结构的结构设置，能很好的适应导弹内安装结构并替代传统机械结构，响应速度快、体积小、可靠性高，且结构简单以至于几乎不需要维护，制造成本也低，从而极大的有利于导弹飞行速度的提升和导弹体积的小型化、隐形化。

Description

一种扁平结构有限转角电机
技术领域
本发明涉及一种扁平结构有限转角电机。
背景技术
高速飞行的导弹在进行快速机动时，由于过载系数大，普通电动舵机机构无法快速响应，通常都是通过在相反方向喷射出高压燃气，同时立即关闭另一个方向的高压燃气，提供一个反方向推力，使导弹快速转变飞行方向。
然而，随着导弹飞行速度的提高，传统机械结构的反应速度已无法满足导弹机动的要求，其次，由于机械结构体积庞大、结构复杂、可靠性低等缺点，严重制约了导弹飞行速度的提升和导弹体积的小型化、隐形化。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种扁平结构有限转角电机，该扁平结构有限转角电机通过方形导磁结构的结构设置，能很好的适应导弹内安装结构并替代传统机械结构，体积小巧、结构简单、可靠性高。
本发明通过以下技术方案得以实现。
本发明提供的一种扁平结构有限转角电机，包括安装壳体；所述安装壳体内固定安装有方形导磁结构，方形导磁结构为方形块状，方形导磁结构的上下端部均有绕有绕组，且绕组沿垂直面缠绕而有部分穿过方形导磁结构内，绕在方形导磁结构上端的绕组和绕在方形导磁结构下端的绕组的方向相同；方形导磁结构的中部穿过有输出轴，输出轴可转动固定于安装壳体上并延伸至输出轴外，输出轴上位于方形导磁结构内的位置上固定有永磁体，且永磁体沿输出轴的截面中分线对称分布；在安装壳体上设置有限位端盖，使得输出轴的转动角度限定于120°以内；在垂直投影上，输出轴的安装方向和绕组的绕线方向一致。
所述限位端盖以方形导磁结构的垂直中分线为中线对称分布。
所述限位端盖设置于安装壳体后端。
所述绕组由漆包线制成。
所述方形导磁结构的上下端部的两组绕组的匝数一致。
所述方形导磁结构上下对称。
所述输出轴的转动角度限定为85°。
所述输出轴穿过安装壳体前端的位置上套装固定有前轴承。
本发明的有益效果在于：通过方形导磁结构的结构设置，能很好的适应导弹内安装结构并替代传统机械结构，响应速度快、体积小、可靠性高，且结构简单以至于几乎不需要维护，制造成本也低，从而极大的有利于导弹飞行速度的提升和导弹体积的小型化、隐形化。
附图说明
图1是本发明的半剖结构示意图；
图2是图1中A-A面的剖视图。
图中：1-后轴承，2-限位端盖，3-安装壳体，4-绕组，5-方形导磁结构，6-永磁体，7-前轴承，8-输出轴。
具体实施方式
下面进一步描述本发明的技术方案，但要求保护的范围并不局限于所述。
如图1、图2所示的一种扁平结构有限转角电机，包括安装壳体3；所述安装壳体3内固定安装有方形导磁结构5，方形导磁结构5为方形块状，方形导磁结构5的上下端部均有绕有绕组4，且绕组4沿垂直面缠绕而有部分穿过方形导磁结构5内，绕在方形导磁结构5上端的绕组4和绕在方形导磁结构5下端的绕组4的方向相同；方形导磁结构5的中部穿过有输出轴8，输出轴8可转动固定于安装壳体3上并延伸至输出轴8外，输出轴8上位于方形导磁结构5内的位置上固定有永磁体6，且永磁体6沿输出轴8的截面中分线对称分布；在安装壳体3上设置有限位端盖2，使得输出轴8的转动角度限定于120°以内；在垂直投影上，输出轴8的安装方向和绕组4的绕线方向一致。
所述限位端盖2以方形导磁结构5的垂直中分线为中线对称分布。
所述限位端盖2设置于安装壳体3后端。
所述绕组4由漆包线制成。
所述方形导磁结构5的上下端部的两组绕组4的匝数一致。
所述方形导磁结构5上下对称。
所述输出轴8的转动角度限定为85°。
所述输出轴8穿过安装壳体3前端的位置上套装固定有前轴承7。
换言之，本发明实质上主要由前轴承1、后轴承7、限位端盖2、安装壳体3、绕组4、方形导磁结构5、永磁体6(N、S极各一块粘接固定在输出轴8上)和输出轴8组成。
绕组4(漆包线制成)：漆包线主要用于传导电流，一定数量的漆包线缠绕子在导磁结构的两端成为绕组4，当给漆包线通电后，将在导磁结构上产生切向磁场。
方形导磁结构5：通过方形结构设计，将漆包线产生的切向磁场引导至气隙形成径向圆形磁场，与转子(由输出轴8和永磁体6构成)磁场发生电枢反应输出力矩。
安装壳体3：安装壳体3主要起支撑电磁结构部分，并设置安装止口用于系统连接，为防止磁路发生短路，选用不导磁材料钛合金。
限位端盖2：限位端盖2在局部设置限位机构，主要用于将电机转子的自由旋转角度限制一定范围内，同时作为端盖封闭电机内部。
由此，本发明通过限位机构的设计，将转子自由度限制在对称中心线左右θ角范围(即旋转角度±42.5°)内，如图2所示，此时输出轴8靠下方的永磁体6为S极，输出轴8靠上方的永磁体6为N极。绕组4上通入电流后，将在方形导磁结构5的右齿上产生一个N极磁场，在方形导磁结构5的左齿上产生一个S极磁场。由电枢反应原理可知，转子将在电磁力矩的作用下发生旋转，直至与限位端盖2的右侧限位机构贴合，转子转动过程中输出转矩和角位移，带动阀门运动，实现燃气阀的开、断。
因此，本发明在外形为扁平型的结构内部，充分利用了结构较宽的特点，将绕组集中在两端，将磁路结构由传统的圆环形改成矩形框，并通过局部设计，将绕组产生的切向磁场转换为指向转子的径向圆形磁场，与转子上的永磁体发生电枢反应，输出电磁转矩和角位移。故在实践中可实现如下优点：
1)电机从一个限位极限转向另一个限位极限耗时小于10ms；
2)外形为矩形，体积L×W×H＝22×25×13(mm3)；
3)旋转角度±42.5°，输出转矩25mN·m；
4)电机可靠性高，体积小；
5)电机在使用和储存过程中不需要维护，使用时直接通电即可。

Claims (8)

1.一种扁平结构有限转角电机，包括安装壳体(3)，其特征在于：所述安装壳体(3)内固定安装有方形导磁结构(5)，方形导磁结构(5)为方形块状，方形导磁结构(5)的上下端部均有绕有绕组(4)，且绕组(4)沿垂直面缠绕而有部分穿过方形导磁结构(5)内，绕在方形导磁结构(5)上端的绕组(4)和绕在方形导磁结构(5)下端的绕组(4)的方向相同；方形导磁结构(5)的中部穿过有输出轴(8)，输出轴(8)可转动固定于安装壳体(3)上并延伸至输出轴(8)外，输出轴(8)上位于方形导磁结构(5)内的位置上固定有永磁体(6)，且永磁体(6)沿输出轴(8)的截面中分线对称分布；在安装壳体(3)上设置有限位端盖(2)，使得输出轴(8)的转动角度限定于120°以内；在垂直投影上，输出轴(8)的安装方向和绕组(4)的绕线方向一致。
2.如权利要求1所述的扁平结构有限转角电机，其特征在于：所述限位端盖(2)以方形导磁结构(5)的垂直中分线为中线对称分布。
3.如权利要求1所述的扁平结构有限转角电机，其特征在于：所述限位端盖(2)设置于安装壳体(3)后端。
4.如权利要求1所述的扁平结构有限转角电机，其特征在于：所述绕组(4)由漆包线制成。
5.如权利要求1所述的扁平结构有限转角电机，其特征在于：所述方形导磁结构(5)的上下端部的两组绕组(4)的匝数一致。
6.如权利要求1所述的扁平结构有限转角电机，其特征在于：所述方形导磁结构(5)上下对称。
7.如权利要求1所述的扁平结构有限转角电机，其特征在于：所述输出轴(8)的转动角度限定为85°。
8.如权利要求1所述的扁平结构有限转角电机，其特征在于：所述输出轴(8)穿过安装壳体(3)前端的位置上套装固定有前轴承(7)。
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