CN216981638U - 一种外转子结构动量轮电机 - Google Patents
一种外转子结构动量轮电机 Download PDFInfo
- Publication number
- CN216981638U CN216981638U CN202220151730.1U CN202220151730U CN216981638U CN 216981638 U CN216981638 U CN 216981638U CN 202220151730 U CN202220151730 U CN 202220151730U CN 216981638 U CN216981638 U CN 216981638U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- motor
- bearing
- stator
- outer rotor
- momentum wheel
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Abstract
本实用新型属于机电技术领域，尤其是涉及一种外转子结构动量轮电机，包括：外转子组件和定子组件；所述外转子组件包括：电机外转子和磁钢；所述磁钢安装在所述电机外转子的内侧面上；所述定子组件包括：电机定子、定子支承、轴承、霍尔电路板及固定基座；所述定子支承的外部安装所述电机定子；所述定子支承的内部安装所述轴承；所述旋转支撑轴安装在所述轴承上；所述霍尔电路板通过所述固定基座安装在所述定子支承的一端且靠近电机定子的定子绕组端部。此结构空间利用率高，电机径向轴向尺寸小，实现了动量轮电机的小型化与轻量化设计。
Description
技术领域
本实用新型属于机电技术领域，尤其是涉及一种外转子结构动量轮电机。
背景技术
动量轮广泛应用于宇航领域，航天器的姿态控制一般采用动量轮进行，利用系统角动量值恒定的原理，通过改变动量轮的角动量，带动航天器反转，从而实现航天器的姿态控制。
目前，现有的结构形式有两种：
第一种、航天器动量轮系统由动量轮、电机、以及相应的驱动系统和机械支撑组成。电机外接驱动飞轮体以增大转动惯量，通过壳体与航天器固连，依靠变速旋转提供反作用力矩实现姿态控制，这种结构的动量轮系统已经广泛应用于各类微小航天器；这种方案已经成功应用于多种微小航天器，结构简单。
第二种、新型的动量轮系统将电机内转子本身体积做大，突破传统的常规设计方法，直接实现大的转动惯量指标要求，省略外接飞轮体，整机结构近似力矩电机形式。
第二种方案也逐渐应用于微小航天器，且在转动惯量要求一致的前提下，因为去掉飞轮体而减轻重量，且消除动平衡限制导致的飞轮体设计、加工难度。
但是，现有第一种方案存在问题：外接飞轮体动加工精度不够及与电机安装不理想导致整机动、静平衡较差，甚至影响卫星抖动，因此该方案造成的机加难度很大；同时由于存在系统体积大，重量重的问题。
第二种方案虽然省去了外接飞轮体，直接把电机内转子体积做大，达到转动惯量要求，但同时造成电机本身体积增大和重量增加的问题。
公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本实用新型的总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种外转子结构动量轮电机，以解决现有技术中存在的技术问题。
为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：
本实用新型提供一种外转子结构动量轮电机，其包括：外转子组件和定子组件；所述外转子组件包括：电机外转子和磁钢；所述电机外转子的形状为钟罩状；所述电机外转子的中心设置有旋转支撑轴；所述磁钢安装在所述电机外转子的内侧面上；所述定子组件包括：电机定子、定子支承、轴承、霍尔电路板及固定基座；所述定子支承的外部安装所述电机定子；所述定子支承的内部安装所述轴承；所述旋转支撑轴安装在所述轴承上；所述霍尔电路板通过所述固定基座安装在所述定子支承的一端且靠近电机定子的定子绕组端部。
优选地，所述轴承包括：轴承一和轴承二；所述轴承一和轴承二之间设置有轴承垫圈；所述轴承一、轴承二、轴承垫圈均安装在所述定子支承的内部；所述旋转支撑轴安装在所述轴承一、轴承二、轴承垫圈中。
优选地，所述轴承一和轴承二均为二深沟球轴承。
优选地，所述磁钢采用瓦型磁钢，均布粘接于所述电机外转子的内侧面上。
优选地，所述磁钢的材质为钐钴或钕铁硼材料。
优选地，所述电机外转子的材质为40Cr。
优选地，所述定子支承的材质为40Cr。
优选地，所述霍尔电路板设置有霍尔传感器，所述霍尔电路板用于检测电机转子的磁钢位置并反馈电机转子的位置信号。
优选地，所述电机定子为16极15槽的分数槽结构。
本实用新型提供一种外转子结构动量轮电机的制作方法，将航天器姿态控制用动量轮和所述电机外转子制作为一体，使该电机外转子自身产生的动量等于航天器姿态控制用所需动量轮产生的动量，并通过电机集成的驱动模块进行驱动。
采用上述技术方案，本实用新型具有如下有益效果：
本实用新型采用外转子结构，利用电机外转子和磁钢充当轮体；将轴承安装至定子支承上，使定子支承与轴承组件成为一体式结构；电机定子安装至定子支承上，电机外转子钟罩旋转轴安装至轴承上；此结构空间利用率高，电机径向轴向尺寸小，实现了动量轮电机的小型化与轻量化设计。
本实用新型电机外转子惯量大，消除了外接飞轮机加难度：动量轮电机的重要指标是转子大惯量，电机外转子钟罩内表面粘接磁钢不仅能满足电磁磁路的设计，而且能充分利用其自身重量，提供足够的转子惯量；该结构直接避免外接飞轮机加和安装的困难，外转子后期再进行动平衡处理，完全能够满足精度要求。
本实用新型电机定子为16极15槽的分数槽结构，可以有效地减小动量轮电机运行时的齿槽转矩，保证了动量轮转动的稳定性，减小了动量轮电机运行时的噪声。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型实施例提供的一种外转子结构动量轮电机的结构示意图；图标：1-电机外转子，2-磁钢，3-电机定子，4-定子支承，5-轴承一，6-轴承二，7-轴承垫圈，8-霍尔电路板，9-固定基座。
具体实施方式
下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
以下结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。
实施例一
结合图1所示，本实施例一提供了一种外转子结构动量轮电机。
本实施例中，该外转子结构动量轮电机包括：外转子组件和定子组件；外转子组件包括：电机外转子1和磁钢2；电机外转子1的形状为钟罩状；电机外转子1的中心设置有旋转支撑轴；磁钢2安装在电机外转子1的内侧面上；定子组件包括：电机定子3、定子支承4、轴承、霍尔电路板8及固定基座9；定子支承4的外部安装电机定子3；定子支承4的内部安装轴承；旋转支撑轴安装在轴承上；霍尔电路板8通过固定基座9安装在定子支承4的一端且靠近电机定子3的定子绕组端部。
本实施例中，优选地，轴承包括：轴承一5和轴承二6；轴承一5和轴承二6之间设置有轴承垫圈7；轴承一5、轴承二6、轴承垫圈7均安装在定子支承4的内部；旋转支撑轴安装在轴承一5、轴承二6、轴承垫圈7中。优选地，轴承一5和轴承二6均为二深沟球轴承。
优选地，磁钢2采用瓦型磁钢2，均布粘接于电机外转子1的内侧面上。
优选地，磁钢2的材质为钐钴或钕铁硼材料。
优选地，电机外转子1的材质为40Cr。优选地，定子支承4的材质为40Cr。
优选地，霍尔电路板8设置有霍尔传感器，霍尔电路板8用于检测电机转子的磁钢2位置并反馈电机转子的位置信号。本实施例采用现有的精确电磁场仿真设计方式进行设计，以最大限度减少齿槽定位转矩，提高运行精度。
优选地，电机定子3为16极15槽的分数槽结构。
综上，本实施例采用外转子结构，利用电机外转子1和磁钢2充当轮体；将轴承安装至定子支承4上，使定子支承4与轴承组件成为一体式结构；电机定子3安装至定子支承4上，电机外转子1钟罩旋转轴安装至轴承上；此结构空间利用率高，电机径向轴向尺寸小，实现了动量轮电机的小型化与轻量化设计。
本实施例电机外转子1惯量大，消除了外接飞轮机加难度：动量轮电机的重要指标是转子大惯量，电机外转子1钟罩内表面粘接磁钢2不仅能满足电磁磁路的设计，而且能充分利用其自身重量，提供足够的转子惯量；该结构直接避免外接飞轮机加和安装的困难，外转子后期再进行动平衡处理，完全能够满足精度要求。
本实施例电机定子3为16极15槽的分数槽结构，可以有效地减小动量轮电机运行时的齿槽转矩，保证了动量轮转动的稳定性，减小了动量轮电机运行时的噪声。
实施例二
本实施例提供一种外转子结构动量轮电的制作方法，该方法包括：
将航天器姿态控制用动量轮和电机外转子1制作为一体，使该电机外转子1自身产生的动量等于航天器姿态控制用所需动量轮产生的动量，并通过电机集成的驱动模块进行驱动，从而满足整个动量轮系统小型化、轻量化的要求。同时将一体化动量轮电机的电机外转子1的形状制作为钟罩状，中心为旋转支撑轴，磁钢2粘接于外转子钟罩内表面。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。
Claims (9)
1.一种外转子结构动量轮电机，其特征在于，包括：外转子组件和定子组件；
所述外转子组件包括：电机外转子和磁钢；
所述电机外转子的形状为钟罩状；
所述电机外转子的中心设置有旋转支撑轴；
所述磁钢安装在所述电机外转子的内侧面上；
所述定子组件包括：电机定子、定子支承、轴承、霍尔电路板及固定基座；所述定子支承的外部安装所述电机定子；
所述定子支承的内部安装所述轴承；
所述旋转支撑轴安装在所述轴承上；
所述霍尔电路板通过所述固定基座安装在所述定子支承的一端且靠近电机定子的定子绕组端部。
2.根据权利要求1所述的外转子结构动量轮电机，其特征在于，所述轴承包括：轴承一和轴承二；
所述轴承一和轴承二之间设置有轴承垫圈；
所述轴承一、轴承二、轴承垫圈均安装在所述定子支承的内部；
所述旋转支撑轴安装在所述轴承一、轴承二、轴承垫圈中。
3.根据权利要求2所述的外转子结构动量轮电机，其特征在于，
所述轴承一和轴承二均为二深沟球轴承。
4.根据权利要求1所述的外转子结构动量轮电机，其特征在于，所述磁钢采用瓦型磁钢，均布粘接于所述电机外转子的内侧面上。
5.根据权利要求1所述的外转子结构动量轮电机，其特征在于，所述磁钢的材质为钐钴或钕铁硼材料。
6.根据权利要求1所述的外转子结构动量轮电机，其特征在于，所述电机外转子的材质为40Cr。
7.根据权利要求1所述的外转子结构动量轮电机，其特征在于，所述定子支承的材质为40Cr。
8.根据权利要求1所述的外转子结构动量轮电机，其特征在于，所述霍尔电路板设置有霍尔传感器，所述霍尔电路板用于检测电机转子的磁钢位置并反馈电机转子的位置信号。
9.根据权利要求1所述的外转子结构动量轮电机，其特征在于，所述电机定子为16极15槽的分数槽结构。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202220151730.1U CN216981638U (zh) | 2022-01-20 | 2022-01-20 | 一种外转子结构动量轮电机 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202220151730.1U CN216981638U (zh) | 2022-01-20 | 2022-01-20 | 一种外转子结构动量轮电机 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN216981638U true CN216981638U (zh) | 2022-07-15 |
Family
ID=82351449
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202220151730.1U Active CN216981638U (zh) | 2022-01-20 | 2022-01-20 | 一种外转子结构动量轮电机 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN216981638U (zh) |
-
2022
- 2022-01-20 CN CN202220151730.1U patent/CN216981638U/zh active Active
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5545937A (en) | Integrated passive magnetic bearing system and spindle permanent magnet for use in a spindle motor | |
| CN107222131A (zh) | 一种转子重力卸载型磁轴承复合电机 | |
| CN103401331B (zh) | 多旋翼无人飞行器用盘型多磁极永磁电动机 | |
| CN102820756A (zh) | 盘式三相聚磁式横向磁场永磁电机 | |
| CN101345450A (zh) | 带有环形永磁减振系统的电主轴 | |
| CN216981638U (zh) | 一种外转子结构动量轮电机 | |
| CN109302026A (zh) | 一种径向磁化双环磁钢永磁电机 | |
| CN207819692U (zh) | 一种伺服轮毂电机 | |
| CN100370684C (zh) | 一种径向无铁心永磁电动机 | |
| CN206201833U (zh) | 一种由轮毂电机驱动的一体式麦克纳姆轮 | |
| CN208904827U (zh) | 曲面变截面转子混合支承的飞轮储能系统 | |
| CN107947514B (zh) | 一种扁平式有限转角力矩电机 | |
| CN109274206A (zh) | 永磁轴承与电磁轴承混合支承的曲面变截面转子飞轮储能系统 | |
| EP2348616A3 (en) | Spindle motor | |
| CN110957829A (zh) | 一种静磁场的动量轮电机 | |
| CN213846362U (zh) | 一种外转子电主轴及外转子电主轴的永磁电机结构 | |
| CN213783162U (zh) | 永磁悬浮高速电机 | |
| CN220342133U (zh) | 一种转子结构及电机 | |
| CN218920172U (zh) | 一种直流减速电机的外转子机构 | |
| CN214543975U (zh) | 高速电机 | |
| CN218217029U (zh) | 紧凑型伺服电机 | |
| CN213990322U (zh) | 一种新型电机定转子结构 | |
| CN114571362B (zh) | 一种应用于晶圆减薄抛光的永磁传动式气浮主轴 | |
| CN218888238U (zh) | 一种轴向磁场电机 | |
| CN114620213B (zh) | 一种磁悬浮水下轮缘推进器 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |