CN207819717U - 一种降低齿槽效应转矩的交流伺服电机 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种降低齿槽效应转矩的交流伺服电机，属于电机技术领域。它解决了现有交流伺服电机结构复杂，成本高，且减小齿槽效应的效果并不明显等技术问题。本降低齿槽效应转矩的交流伺服电机，包括壳体，在壳体内固定有具有齿槽的定子，在壳体中穿设有转轴，在转轴上设有转子，所述的转子上设有两个相邻设置的第一磁环段和第二磁环段，所述的第一磁环段包括偶数块第一磁瓦且各个相邻第一磁瓦外侧的磁极极性呈N极和S极一一交替设置，所述的第二磁环段包括偶数块第二磁瓦且各个相邻第二磁瓦同一端的磁极极性呈N极和S极一一交替设置。本实用新型具有体积小，输出量大；控制精度高，特别适合于高精度控制的自动化设备等优点。

Description

一种降低齿槽效应转矩的交流伺服电机

技术领域

本实用新型属于电机技术领域，涉及交流伺服电机，尤其是涉及一种降低齿槽效应转矩的交流伺服电机。

背景技术

交流伺服电动机的结构主要可分为两部分，即定子部分和转子部分。其中定子的结构与旋转变压器的定子基本相同，在定子铁心中也安放着空间互成90度电角度的两相绕组。其中一组为激磁绕组，另一组为控制绕组，交流伺服电动机是一种两相的交流电动机。交流伺服电动机使用时，激磁绕组两端施加恒定的激磁电压Uf，控制绕组两端施加控制电压Uk。当定子绕组加上电压后，伺服电动机很快就会转动起来。通入励磁绕组及控制绕组的电流在电机内产生一个旋转磁场，旋转磁场的转向决定了电机的转向，当任意一个绕组上所加的电压反相时，旋转磁场的方向就发生改变，电机的方向也发生改变。为了在电机内形成一个圆形旋转磁场，要求激磁电压Uf和控制电压UK之间应有90度的相位差。

电机因为都采用齿槽结构，齿用来引导磁力线，降低磁阻，槽用来镶嵌绕组并与齿中的磁力线交链，齿与槽的不同导磁性使转子在不同位置有着数量不等的磁力线，在磁极对准定子齿的位置，铁磁相吸以至阻碍了电机转子的转动，这就称为电机的齿槽效应和齿槽阻力矩。虽然在现有电机设计制造中可以采取适当措施减小齿槽效应，但要完全消除齿槽阻力矩，在现有电机结构中是完全不可能的。齿槽效应增加了电机的起动阻力，还使得电机运行不稳定，会降低电机的效率。齿槽转矩是由转子的永磁体磁场同定子铁心的齿槽相互作用，在圆周方向产生的转矩。此转矩与定子的电流无关，它总是试图将转子定位在某些位置。在变速驱动中，当转矩频率与定子或转子的机械共振频率一致时，齿槽转矩产生的振动和噪声将被放大。齿槽转矩的存在同样影响了电机在速度控制系统中的低速性能和位置控制系统中的高精度定位。

现有技术中，减小齿槽效应的方法有两种，一是磁极相对主轴有一定的倾斜，二是采用分数槽设计结构。虽然能够在一定程度上减小齿槽效应，但结构复杂，成本高，且减小齿槽效应的效果并不明显。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对上述问题，提供一种降低齿槽效应转矩的交流伺服电机；解决了现有技术所存在等的技术问题。

为达到上述目的，本实用新型采用了下列技术方案：本实用新型创造性地提供了一种降低齿槽效应转矩的交流伺服电机，包括壳体，在壳体内固定有具有齿槽的定子，在壳体中穿设有转轴，在转轴上设有转子，所述的转子上设有两个相邻设置的第一磁环段和第二磁环段，所述的第一磁环段包括偶数块第一磁瓦且各个相邻第一磁瓦外侧的磁极极性呈N极和S极一一交替设置，所述的第二磁环段包括偶数块第二磁瓦且各个相邻第二磁瓦同一端的磁极极性呈N极和S极一一交替设置，所述的第一磁瓦和第二磁瓦的数量相同，相邻的两块第一磁瓦之间形成第一拼缝，相邻的两块第二磁瓦之间形成第二拼缝，所述的第一拼缝和第二拼缝分别交错设置。

在上述的降低齿槽效应转矩的交流伺服电机中，相邻的第一拼缝所对应的半径和第二拼缝所对应的半径之间形成夹角。

在上述的降低齿槽效应转矩的交流伺服电机中，所述的夹角的角度范围为10-14度。

在上述的降低齿槽效应转矩的交流伺服电机中，所述的壳体包括筒状体，所述的筒状体一端内侧设有隔板，所述的隔板缩进于该端的端面，所述的筒状体的另一端固定有端板，所述的转轴分别穿设于隔板和端板。

在上述的降低齿槽效应转矩的交流伺服电机中，所述的转轴与隔板之间设有轴承，所述的转轴与端板之间设有另一轴承。

在上述的降低齿槽效应转矩的交流伺服电机中，所述的第一磁瓦的数量为八块；所述的第二磁瓦的数量为八块；所述的齿槽的数量为12个。

与现有的技术相比，本实用新型的优点在于：1、能够有效降低齿槽效应转矩，体积小，输出量大。2、控制精度高，特别适合于高精度控制的自动化设备。

附图说明

图1是本实用新型提供的剖视结构示意图。

图2是本实用新型提供局部结构示意图。

图中，壳体1、筒状体11、定子2、转轴3、转子4、第一磁环段51、第二磁环段52、第一磁瓦61、第二磁瓦62、第一拼缝71、第二拼缝72、隔板8、端板9、轴承10、夹角13。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型提供的一个具体实施例的剖面结构示意图；如图2所示是本实用新型提供的一个具体实施例的转子的部分结构示意图。包括壳体1，在壳体1内固定有具有齿槽的定子2，在壳体1中穿设有转轴3，在转轴3上设有转子4，转子4上设有两个相邻设置的第一磁环段51和第二磁环段52，第一磁环段51包括偶数块第一磁瓦61且各个相邻第一磁瓦61外侧的磁极极性呈N极和S极一一交替设置，第二磁环段52包括偶数块第二磁瓦62且各个相邻第二磁瓦62同一端的磁极极性呈N极和S极一一交替设置，第一磁瓦61和第二磁瓦62的数量相同，相邻的两块第一磁瓦61之间形成第一拼缝71，相邻的两块第二磁瓦62之间形成第二拼缝72，所述的第一拼缝71和第二拼缝72分别交错设置。

本实施例采用了上述结构，因此，在具体工作时，由于任意两个相邻第一磁环段51和第二磁环段52之间极性各向异性的性质，可以将它们的磁极移到一个预先确定的斜角上。

进一步地，相邻的第一拼缝71所对应的半径和第二拼缝72所对应的半径之间形成夹角13。夹角71的角度范围为10-14度。由于夹角的角度范围为10-14度，因此可以最大限度的减小转矩，使得产生的转矩具有相反的相位并相互抵消。

进一步地，壳体1包括筒状体11，筒状体11一端内侧设有隔板8，隔板8缩进于该端的端面，筒状体11的另一端固定有端板9，转轴3分别穿设于隔板8和端板9。转轴3与隔板8之间设有第一轴承10，转轴3与端板9之间设有另一轴承10。

进一步地，第一磁瓦61的数量为八块；第二磁瓦62的数量为八块；齿槽的数量为12个。

由于本实施例采用了上述结构，本实施例的体积较小，本实施例的结构在工作时，其输出量较大，能够确保获得相应的工作效果。而且，本实施例采用相邻两块第一磁环段51的拼缝71和相邻两块第二磁环段52之间的拼缝72交错设置、且相邻的第一拼缝71所对应的半径与第二拼缝72所对应的半径之间形成夹角13，该夹角13的角度范围为10-14度的结构，能够确保本实施例被高精度控制，从而减少磁铁和定子之间的齿轮在工作时产生的扭矩。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了壳体、筒状体、定子、转轴、转子、第一磁环段、第二磁环段、第一磁瓦、第二磁瓦、第一拼缝、第二拼缝、隔板、端板、轴承、夹角等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本实用新型的本质，把它们解释成任何一种附加的限制都是与本实用新型精神相违背的。

Claims (6)

1.一种降低齿槽效应转矩的交流伺服电机，包括壳体(1)，在壳体(1)内固定有具有齿槽的定子(2)，在壳体(1)中穿设有转轴(3)，在转轴(3)上设有转子(4)，其特征在于：所述的转子(4)上设有两个相邻设置的第一磁环段(51)和第二磁环段(52)，所述的第一磁环段(51)包括偶数块第一磁瓦(61)且各个相邻第一磁瓦(61)外侧的磁极极性呈N极和S极一一交替设置，所述的第二磁环段(52)包括偶数块第二磁瓦(62)且各个相邻第二磁瓦(62)同一端的磁极极性呈N极和S极一一交替设置，所述的第一磁瓦(61)和第二磁瓦(62)的数量相同，相邻的两块第一磁瓦(61)之间形成第一拼缝(71)，相邻的两块第二磁瓦(62)之间形成第二拼缝(72)，所述的第一拼缝(71)和第二拼缝(72)分别交错设置。

2.根据权利要求1所述的降低齿槽效应转矩的交流伺服电机，其特征在于：相邻的第一拼缝(71)所对应的半径和第二拼缝(72)所对应的半径之间形成夹角(13)。

3.根据权利要求2所述的降低齿槽效应转矩的交流伺服电机，其特征在于：所述的夹角(13)的角度范围为10-14度。

4.根据权利要求1或2或3所述的降低齿槽效应转矩的交流伺服电机，其特征在于：所述的壳体(1)包括筒状体(11)，所述的筒状体(11)一端内侧设有隔板(8)，所述的隔板(8)缩进于该端的端面，所述的筒状体(11)的另一端固定有端板(9)，所述的转轴(3)分别穿设于隔板(8)和端板(9)。

5.根据权利要求4所述的降低齿槽效应转矩的交流伺服电机，其特征在于：所述的转轴(3)与隔板(8)之间设有轴承(10)，所述的转轴(3)与端板(9)之间设有另一轴承(10)。

6.根据权利要求4所述的降低齿槽效应转矩的交流伺服电机，其特征在于：所述的第一磁瓦(61)的数量为八块；所述的第二磁瓦(62)的数量为八块；所述的齿槽的数量为12个。