CN205336002U - 用于伺服电机的磁钢 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种用于伺服电机的磁钢，其包括底边、与所述底边相对的顶边及连接所述底板与所述顶边一对侧边，所述顶边包括位于其中间的圆弧段及位于所述圆弧段两侧的若干直线段，所述直线段连接所述圆弧段与所述侧边，若干所述直线段相互连接组成。相较于现有技术，当该磁钢用于电机中，在保证电机输出转矩基本不变的条件下，减小了电机的转矩脉动及齿槽转矩，同时也保证了磁钢边厚度维持在一定厚度，提高电机的抗去磁能力。

Description

用于伺服电机的磁钢

技术领域

本实用新型涉及电机领域，特别涉及到一种用于伺服电机的磁钢。

背景技术

交流永磁伺服电机由于效率高、体积小、功率密度高等优点，在机器人手臂、电子行业等应用越来越广泛。高效率的永磁电机大多采用稀土，成本价格比较，因此磁钢结构的设计对于提升永磁电机性价比有着至关重要的作用。合适的磁钢结构不仅有利于提高稀土材料的利用率，而且对改善永磁电机的转矩脉动、齿槽转矩、抗去磁能力等有着重要的影响。

现有技术一般采用对磁钢两侧进行削弧，如图1所示，磁钢削弧的圆心O1和O2，采用不同的削弧距离L1和L2，以磁钢的最高点K为另一端点，会产生削弧半径R1和R2，其中磁钢半径R＝L1+R1＝L2+R2。其缺点在于：随着L2的增大，R2的减小，会导致磁钢的边厚mh的减小，会导致磁钢的加工难度提升和成品率的降低，边厚mh过分小时，会带来退磁的风险。

中国专利公告号第CN202435155U号专利揭露了一种磁钢，磁钢的外弧由三段圆弧组成，中间的圆弧分别与两侧的圆弧是相切，其优势在于：该磁钢用于电机时，在保证输出转矩基本不变的条件下，减小了电机的转矩脉动及齿槽转矩，同时也保证了磁钢边厚h1维持在一定厚度，提高电机的抗去磁能力，但具有明显的缺点：三段圆弧磁钢会提高电机三次谐波的含量，对于电机制造水平要求非常高，要求电机三相绕组一致性，不然在绕组里会形成环流，增大电机的损耗，也会带来电磁噪音。

因此，有必要提供一种新的磁钢结构来解决上述问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种降低电机三次谐波的含量的用于伺服电机的磁钢。

本实用新型的目的是采用以下技术方案来实现的：一种用于伺服电机的磁钢，其包括底边、与所述底边相对的顶边及连接所述底板与所述顶边一对侧边，其特征在于：所述顶边包括位于其中间的圆弧段及位于所述圆弧段两侧的若干直线段，所述直线段连接所述圆弧段与所述侧边，若干所述直线段相互连接组成。

所述两侧边之间形成的夹角大小为定义为θ，其中，180°/P*0.8≤θ≤180°/P，P为电机极对数；所述圆弧段的夹角θ1，其中，其中，0.2*θ≤θ1≤0.8*θ。

所述顶边具有其中一条直线段与所述侧边相交的第一点N1及另一条直线段与所述圆弧端相交的第二点，所述第一点与所述第二点相连形成一条弦，所述弦均分为两段以上的均分点，所述圆弧段具有圆心O，一虚拟圆弧通过所述第一点、所述第二点，并且与所述圆弧段的相切，所述虚拟圆弧的圆心O1位于所述圆心O与所述第二点连接线上，连接所述圆心O1于所述弦上的均分点并延长至与所述虚拟圆弧相交至少两个相交点，若干所述直线段为自所述第一点、所述相交点、所述第二点依次相互连接而成。

所述两侧边相互平行，所述底边为与所述圆弧段相同圆心的圆弧。

所述磁钢的底边为直线。

所述磁钢的侧边相互平行，且所述底边为直线结构，所述两侧边与所述底边相互垂直。

相较于现有技术，当该磁钢用于电机中，在保证电机输出转矩基本不变的条件下，减小了电机的转矩脉动及齿槽转矩，同时也保证了磁钢边厚度维持在一定厚度，提高电机的抗去磁能力。另外，将三段圆弧采用更多段数直线和圆弧替代，会降低三次谐波的含量和电机谐波总量，降低电机对工艺的要求，降低电机因为工艺误差带来的震动噪音。

上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本实用新型的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。

附图说明

图1是现有技术用于伺服电机的磁钢的结构示意图。

图2是本实用新型用于伺服电机的磁钢的第一实施例的结构示意图。

图3是本实用新型用于伺服电机的磁钢的第二实施例的结构示意图。

图4是本实用新型用于伺服电机的磁钢的第三实施例的结构示意图。

图5是本实用新型用于伺服电机的磁钢的第四实施例的结构示意图。

图6是本实用新型用于伺服电机的磁钢的第五实施例的结构示意图。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的较佳实施方式。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本实用新型的公开内容理解的更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参阅图2，图2是本实用新型用于伺服电机的磁钢第一实施例的结构示意图。

一种用于伺服电机的磁钢，特别用于交流永磁伺服电机，其结构为夹角为θ的片状钢片，其具有靠近中心O一侧的底边1，与底边1相对的顶边2及分别连接底边1与顶边2的侧边3。两侧边3与顶边2分别相交于第一点N1(N2)。两侧边3之间形成的夹角大小为θ，θ的大小通过如下方式来确定：确定电机极对数P，180°/P*0.8≤θ≤180°/P。自两侧边3向内延长，其两侧边3延长线的形成一交点O，底边1为以交点O为圆心的一段圆弧。

顶边2为多段式结构，包括位于中间的圆弧段21及分别位于圆弧段21两侧的若干直线段22，直线段22连接圆弧段21与侧边2，若干所述直线段22相互连接组成。圆弧段21与直线段22分别相交于第二点M1(M2)，圆弧段21为点M1点M2之间，一条直线段22与圆弧段相交的第一点N1(N2)，两直线段22分别位于第二点M1与第一点N1之间、第二点M2与第一点N2之间，第二点M1与第一点N1之间的弦长为L，点M2点N2之间弦长为L。圆弧段21以交点O为圆心，其圆弧段21(OM1与OM2间)的夹角为θ1，其中，0.2*θ≤θ1≤0.8*θ。

位于圆弧段21一侧的两条直线段22相交于相交点P1，位于圆弧段21另一侧的两条直线段22相交于相交点P2。

以位于圆弧段21一侧的两个直线段22为例进行说明，进行分别确定直线段22的长度，即点P1的位置，首先确定两侧边3的宽度mh的尺寸、顶边2的半径尺寸及θ的大小，再以第一点N1、第二点M1及与圆弧段21相切的条件，确定一虚拟圆弧，并且该虚拟圆弧的圆心O1在点M1与圆弧段21的圆心O的连接线上。虚拟圆弧通过第一点N1、所述第二点M1，设置弦长L的均分点为K1，延长点O1至均分点K1的直线，圆心O1至均分点K1相交虚拟圆弧于点P1。及相交点P1的位置被确认，那么两条直线段22的长度即被确定。若干所述直线段22为自所述第一点N1、所述相交点P1、所述第二点M1依次相互连接而成。位于圆弧段21另一侧的直线段22位置也相同。

如图3所示，图3是本实用新型用于伺服电机的磁钢第二实施例的结构示意图。相比第一实施例，该实施例中由三段直线段22构成。确定点第一点N1、第二点M1及与圆弧段21相切的虚拟圆弧的圆心O1，第二点M1第一点N1之间的弦长为L均分3三等分，自O1分别连接各等分点并向外延长，当该延长线相交于虚拟圆弧点P11、点P12，依次连接第一点N1点P11，连接点P11点P12，连接点P12第二点M1，线段N1P11、线段P11P12线段P21M1分别为三条直线段22。

如上原理，磁钢可分为四段、五段直线段22式结构。

根据实际需要，一些磁钢结构整体结构略有不同，如图4所示，本实用新型用于伺服电机的磁钢第三实施例的结构示意图。磁钢的两侧边23相互平行的结构；如图5所示，磁钢的底边为直线结构。如图6所示，磁钢的两侧边23相互平行的结构且磁钢的底边为直线结构，两侧边23与底边1相互垂直。圆心O为圆弧顶边2的圆弧段21的圆心，侧边的厚度mh来确认虚拟圆弧圆心O1的位置，并根据需要，将直线段22均分若干份，并通过O1与均分点的延长线与虚拟圆弧的相交点确认直接段的相交点。

通过如此确定，确定了圆弧段21两侧由多个直线段22连接，甚至多个直线段的长度的方式，使得彩钢采用更多段数直线和圆弧结构，当该磁钢用于电机中，会降低三次谐波的含量和电机谐波总量，降低电机对工艺的要求，降低电机因为工艺误差带来的震动噪音。另外，在保证电机输出转矩基本不变的条件下，减小了电机的转矩脉动及齿槽转矩，同时也保证了磁钢边厚度维持在一定厚度，提高电机的抗去磁能力。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (6)

1.一种用于伺服电机的磁钢，其包括底边、与所述底边相对的顶边及连接所述底板与所述顶边一对侧边，其特征在于：所述顶边包括位于其中间的圆弧段及位于所述圆弧段两侧的若干直线段，所述直线段连接所述圆弧段与所述侧边，若干所述直线段相互连接组成。

2.如权利要求1所述的用于伺服电机的磁钢，其特征在于：所述两侧边之间形成的夹角大小为定义为θ，其中，180°/P*0.8≤θ≤180°/P，P为电机极对数；所述圆弧段的夹角θ1，其中，其中，0.2*θ≤θ1≤0.8*θ。

3.如权利要求2所述的用于伺服电机的磁钢，其特征在于：所述顶边具有其中一条直线段与所述侧边相交的第一点及另一条直线段与所述圆弧段相交的第二点，所述第一点与所述第二点相连形成一条弦，所述弦均分为两段以上的均分点，所述圆弧段具有圆心，一虚拟圆弧通过所述第一点、所述第二点，并且与所述圆弧段的相切，所述虚拟圆弧的圆心位于所述圆弧段的圆心与所述第二点连接线上，连接所述虚拟圆弧的圆心于所述弦上的均分点并延长至与所述虚拟圆弧相交至少两个相交点，若干所述直线段为自所述第一点、所述相交点、所述第二点依次相互连接而成。

4.如权利要求3所述的用于伺服电机的磁钢，其特征在于：所述两侧边相互平行，所述底边为与所述圆弧段相同圆心的圆弧。

5.如权利要求1所述的用于伺服电机的磁钢，其特征在于：所述磁钢的底边为直线。

6.如权利要求1所述的用于伺服电机的磁钢，其特征在于：所述磁钢的侧边相互平行，且所述底边为直线结构，所述两侧边与所述底边相互垂直。