CN204258449U - 一种基于磁饱和原理实现转子定位的定子结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型一种基于磁饱和原理实现转子定位的定子结构，涉及一种实现力矩马达转子定位的定子铁芯结构。本实用新型主要包括定子铁芯(1)、引出线(2)、绕组线圈(3)和灌封料(4)四部分，该结构改变了传统定子铁芯的叠片结构形式，采用内表面无齿槽的实心定子铁芯作为主磁路的一部分，同时为使转子具有在零位的自定位功能，在定子铁芯(1)的外表面即绕组线圈(3)的中间位置加工圆弧形缺口(5)，由于磁路饱和效应定子铁芯(1)在缺口位置与其他位置磁密不同，从而在缺口位置产生定位力矩，转子将在该位置实现自定位。本实用新型在不改变定、转子间隙均匀度，不影响控制系统性能指标前提下，实现了转子在零位的自定位。

Description

一种基于磁饱和原理实现转子定位的定子结构

技术领域

本实用新型一种基于磁饱和原理实现转子定位的定子结构涉及一种用于力矩马达在零位产生自定位力矩，利于实现液压阀用力矩马达的精确位置伺服控制。

背景技术

目前，广泛应用于航空领域的的液压阀正逐步采用力矩马达直驱的方式，通过控制液压阀窗口大小调节流量，实现对作动器的实时控制。

用于液压阀的传统力矩马达往往采用类似普通电机的定子结构，定子铁芯由软磁材料冲片叠压而成，内表面有齿槽，马达绕组嵌于定子槽中，该结构的优点是采用冲片结构可以减小转子磁场在定子铁芯中产生的铁损，在一定程度上提高电机效率，并且绕组下线方便加工难度较低，但同时，此结构决定了马达具有较大的齿槽转矩，运行转矩不够平稳，加上航空恶劣工作环境的影响，马达控制精度偏低，严重影响液压控制系统的动态性能指标。

由于马达通常在零位附近进行一定角度范围的运行，确定马达转子零位显得特别重要，同时为克服传统力矩马达齿槽力矩大控制系统精度较低的问题，本专利力矩马达采用了无齿槽结构的定子，完全消除了定位力矩，这反而不利于力矩马达的实际运行。

发明内容

本实用新型的目的是：提出了一种新型力矩马达定子铁芯结构，在不影响定、转子气隙均匀度的前提下，在定子铁芯加工圆弧形缺口，利用磁路饱和性不同，在缺口位置产生自定位力矩，实现无齿槽力矩马达在零位的自定位功能，有利于增强整个系统的稳定性。

本实用新型的技术方案是：一种基于磁饱和原理实现转子定位的定子结构，其特征在于，该基于磁饱和原理实现转子定位的定子结构包括定子铁芯1、引出线2、绕组线圈3、灌封料4，其中定子铁芯1是由导磁材料制成截面为矩形的实心环状结构，定子铁芯1上沿圆周均匀分布4个圆弧形缺口5，绕组线圈3由线圈组一3A，线圈组二3B，线圈组三3C，线圈组四3D首尾串联组成，每个线圈组以圆弧形缺口5作为中心位置沿定子铁芯1的轴向围绕定子铁芯1内、外表面绕制，每个线圈组首、尾端跨过的角度均为Φ,且0°＜Φ＜90°，四个线圈组沿圆周均布，相邻线圈组绕向相反，绕组线圈3绕制完成后经引出线2引出，引出线2包括引出线一2A、引出线二2B，引出线一2A、引出线二2B分别与线圈组一3A的首端、线圈组四3D的尾端焊接连接，定子铁芯1与绕组线圈3利用灌封料4密封固定，引出线2露于灌封料4外。

本实用新型的优点是：提出一种基于磁饱和原理实现转子定位的定子结构，利用软磁材料饱和特性，使转子在定子铁芯的固定位置产生自定位力矩。

附图说明

图1是本实用新型的定子结构主视图。

具体实施方式

以下结合附图做详细说明，参考图1，本实用新型结构包括定子铁芯1、引出线2、绕组线圈3、灌封料4，其中定子铁芯1是由导磁材料制成截面为矩形的实心环状结构，铁芯1上沿圆周均匀分布4个圆弧形缺口5，绕组线圈3由线圈组一3A，线圈组二3B，线圈组三3C，线圈组四3D首尾串联组成，每个线圈组以圆弧形缺口5作为中心位置沿定子铁芯1的轴向围绕定子铁芯1内、外表面绕制，每个线圈组首、尾端跨过的角度均为Φ,且0°＜Φ＜90°，四个线圈组沿圆周均布，相邻线圈组绕向相反，绕组线圈2绕制结束后线圈组一2A首端和线圈组四2D尾端分别经引出线一2A、引出线二2B引出，引出线一2A、引出线二2B分别与线圈组一3A的首端、线圈组四3D的尾端焊接连接，定子铁芯1、绕组线圈2和绝缘片4利用灌封料5密封固定，引出线3露于灌封料4外。

本实用新型的工作原理是：用于驱动液压阀的力矩马达固定安装于液压控制系统中，马达工作时以零位为中心进行一定角度范围的旋转，需要对马达转子在零位具有自定位功能。本实用新型中定子采用实心铁芯结构，在其外表面上均匀分布四个圆弧形缺口，由于软磁材料的磁路饱和效应，缺口处饱和度与其旁边位置不同，产生定位力矩，因此本实用新型中的圆弧形缺口实心定子铁芯结构能够在不影响系统控制精度前提下，实现了马达转子自定位结构。

实施例

1.利用软磁材料加工成截面为矩形，内径49mm，外径72mm，高度30mm的圆环形实心定子铁芯1，定子铁芯1外圆周面均匀分布四个直径4.5mm的圆圆弧形缺口5，可产生约0.05N.m的定位力矩。

2.绕组线圈3由线圈组一3A，线圈组二3B，线圈组三3C，线圈组四3D首尾串联组成，每个线圈组以圆弧形缺口5作为中心位置沿定子铁芯1的轴向围绕定子铁芯1内、外表面绕制，每个线圈组首、尾端跨过的角度均为Φ,且0°＜Φ＜90°，四个线圈组沿圆周均布，相邻线圈组绕向相反，绕组线圈3绕制结束后线圈组一3A首端和线圈组四3D尾端分别经引出线一2A、引出线二2B引出，引出线2包括引出线一2A、引出线二2B，引出线一2A、引出线二2B分别与线圈组一3A的首端、线圈组四3D的尾端焊接连接。

3.利用灌封料4将定子铁芯1、绕组线圈3密封固定，引出线2露出灌封料4。

Claims (3)

1.一种基于磁饱和原理实现转子定位的定子结构，其特征在于，该结构包括定子铁芯(1)、引出线(2)、绕组线圈(3)、灌封料(4)，其中定子铁芯(1)是由导磁材料制成截面为矩形的实心环状结构，定子铁芯(1)上沿圆周均匀分布4个圆弧形缺口(5)，绕组线圈(3)由线圈组一(3A)，线圈组二(3B)，线圈组三(3C)，线圈组四(3D)首尾串联组成，每个线圈组以圆弧形缺口(5)作为中心位置沿定子铁芯(1)的轴向围绕定子铁芯(1)内、外表面绕制，绕组线圈(3)绕制完成后经引出线(2)引出，定子铁芯(1)与绕组线圈(3)利用灌封料(4)密封固定，引出线(2)位于灌封料(4)外。

2.如权利要求1所述的一种基于磁饱和原理实现转子定位的定子结构，其特征在于，所述绕组线圈(3)的每个线圈组首、尾端跨过的角度均为Φ,且0°＜Φ＜90°，四个线圈组沿圆周均布，相邻线圈组绕向相反。

3.如权利要求2所述的一种基于磁饱和原理实现转子定位的定子结构，其特征在于，所述引出线(2)包括引出线一(2A)、引出线二(2B)并分别与线圈组一(3A)的首端、线圈组四(3D)的尾端焊接连接。