CN219041597U - 一种定子永磁式双励磁磁阻角度电机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电动式航空座舱压力调节技术领域，尤其涉及一种定子永磁式双励磁磁阻角度电机。现有磁阻电机定子只有电枢绕组产生励磁磁场，转子一般需要多个凸极感应磁场，在一定范围内实现往复运动或准确定位需要控制系统，而控制系统比较复杂，成本较高。本实用新型中壳体组件包括端盖、壳体、绝缘端板、永磁体和线圈组件，在壳体的内环面间隔安装有若干线圈组件，在相邻的线圈组件之间安装有永磁体；转子组件包括安装在轴上的凸极转子，凸极转子采用导磁材料以及空芯结构。电机体积小、重量轻、结构简单、无需控制系统就能够实现机转子在一定范围内往复运动，控制精度高、控制成本低、动态响应迅速。

Description

一种定子永磁式双励磁磁阻角度电机

技术领域

本实用新型涉及电动式航空座舱压力调节技术领域，尤其涉及一种定子永磁式双励磁磁阻角度电机。

背景技术

座舱压力调节器采用机械结构，调节精度不高，容易造成飞行员压耳现象。座舱压力调节器采用电动式结构，电机为磁阻电机，电机定、转子没有永磁体，通过定子电枢绕组通电顺序实现凸极转子旋转。该电机技术成熟，但结构复杂、体积较大、控制系统成本高。

现有磁阻电机定子只有电枢绕组产生励磁磁场，转子一般需要多个凸极感应磁场，转子旋转角的度精度跟定子极靴和转子凸极个数相关。受到加工、制造约束，电机转子无法实现对范围要求小、精度要求高的使用场合。在一定范围内实现往复运动或准确定位需要控制系统，而控制系统比较复杂，成本较高。

实用新型内容

本实用新型的目的是：提出一种适用于航空航天领域要求体积小、质量轻、结构简单、定位精度高、动态响应号，无需控制系统就能够满足电机转子在一定范围内实现往复运动、准确定位的定子永磁式双励磁磁阻角度电机。

一种定子永磁式双励磁磁阻角度电机，包括壳体组件、和转子组件，其中

所述壳体组件包括端盖、壳体、绝缘端板、永磁体和线圈组件，在壳体的内环面间隔安装有若干线圈组件，在相邻的线圈组件之间安装有永磁体；

所述转子组件包括安装在轴上的凸极转子，凸极转子采用导磁材料以及空芯结构。

有利地，所述线圈组件包括定子极靴，在定子极靴上绕有电枢绕组，在电枢绕组与定子极靴的侧壁上还安装有绝缘端板。

有利地，所述永磁体由压装铜片压装在壳体上，并由螺钉固定。

有利地，线圈组件之间有电枢绕组引出线。

有利地，所述凸极转子通过转子下盖和转子上盖压装固定。

有利地，所述转子下盖和转子上盖采用铝合金，与轴采用过盈压装。

有利地，轴由深沟球轴承支撑定位。

有利地，定子极靴和凸极转子采用高磁饱和、低矫顽力材料。

有利地，所述线圈组件和永磁体的数量为4个，所述凸极转子有4个凸极。

该电机与伺服电机、步进电机相比，定子有4个极靴组成，每个定子极靴上套有电枢绕组，相邻两个极靴之间装有永磁体。转子没有永磁体，转子铁芯有4个凸极，磁场通过定子极靴、转子凸极形成闭合回路。通过电枢绕组电流大小，改变定子电枢、永磁体产生合成磁场大小，原来磁场大小发生偏移，使转子凸极磁阻大小改变，实现往复运动。

有意效果：电机体积小、重量轻、结构简单、无需控制系统就能够实现机转子在一定范围内往复运动，控制精度高、控制成本低、动态响应迅速，能够很好解决飞机座舱压力调节慢，造成压耳问题。

附图说明

图1是本实用新型定子永磁式双励磁磁阻转角电机的内部结构示意图；

图2是图1的A-A剖视图；

图3是转角电机的磁场示意图。

100-壳体组件、200-转子组件、300-线圈组件、1-端盖、2-壳体、3-绝缘端板、4-电枢绕组、5-凸极转子、6-转子下盖、7-转子上盖、8-轴、9-深沟球轴承、10-定子极靴、11-永磁体、12-螺钉、13-压装铜片、14-电枢绕组引出线

具体实施方式

参考图1和图2，电机主要包括：壳体组件100、转子组件200和线圈组件300。

其中，4个线圈组件300按嵌线顺序安装在壳体组件100的内部凸台之间，通过螺钉12固定，用来提供第一定子励磁磁场。在线圈组件300之间安装有永磁体11，提供第二定子励磁磁场。转子组件200安装在壳体组件100内，高度保持一致。壳体组件100与转子组件200的单边工作间隙0.5mm，转子组件200能够在线圈组件300重合面内往复旋转。

在一些实施例中由绝缘端板3、电枢绕组4和定子极靴10构成线圈组件300，其中电枢绕组4按一定嵌线方向套在定子极靴10上。螺钉12材料为铜，避免对定子极靴10磁场产生干扰。压装铜片13用于压装永磁体11，采用铜材料一方面减少永磁体11漏磁，另一方面用于集束固定电枢绕组引出线14。

在一些实施例中，壳体组件100中采用绝缘端板3安装在电枢绕组4与定子极靴10接触面处，增加绝缘性。

在一些实施例中，转子组件200包括：凸极转子5、转子下盖6、转子上盖7、轴8和深沟球轴承9。凸极转子5采用导磁材料以及空芯结构，通过转子下盖6和转子上盖7压装固定。其中转子下盖6和转子上盖7采用铝合金，与轴8采用过盈压装。该转子组件200重量轻、转动惯量小、转子动态响应快。

定子极靴10、凸极转子5采用高磁饱和，低矫顽力材料。满足电枢绕组4断电时，定子极靴10退磁较快，凸极转子5能够实现快速复位。定子极靴10采用大弧形面结构，凸极转子5与定子极靴10弧形面重合区域越大，定子通小电流时转子凸极旋转角度越大。降低定子电枢电流大小，减小绕组电流密度，实现电机长时间工作，发热量小。

每个定子极靴10上电枢绕组4沿圆周方向嵌线，相邻两个电枢绕组4进行顺时针嵌线。另外两个相邻电枢绕组4进行逆时针嵌线。定子上永磁体11采用切向充磁，与定子电枢绕组4形成双切向合成磁场。相邻两个永磁体11安装极性相反，实现改变电枢绕组4通电顺序，定子极靴磁场一边增加，另一边减弱。

参见图3，当电枢绕组4未通电流时，无需控制信号，电机磁场由永磁体11提供，定子个极靴10一边呈N极，另一边呈S极。转子组件200在永磁体11励磁产生磁场作用下，停留磁阻最小即中轴稳定平衡位置上。此时定子极靴10上半部分的磁路方向从永磁体11N极出发，穿过定子极靴10，穿过气隙到凸极转子5，再穿过定子极靴10，回到永磁体11S极而形成一条闭合的磁路。

当电枢绕组4通以电流后，由电枢绕组4和永磁体11双励磁，产生合成磁场，电枢绕组4所产生的磁通与永磁体11产生的磁通在定子极靴10的A1处增磁，在定子极靴10的另一边R1处去磁。使得原先磁场发生畸变，由于A1，R1两处磁通不等，在切向磁拉力作用下，凸极转子5趋向增磁方向旋转，达到新的平衡位置。若电枢绕组4采用交变信号控制，则定子极靴10的磁通增加和减少将依次轮流出现，凸极转子5可按周期围绕零位来回摆动。永磁体11励磁方向与电枢绕组4励磁方向共同决定凸极转子5偏转方向，即转动方向是朝着磁通增加的方向。当A1或R2某个区域为0时，就是凸极转子5最大偏转角度位置，因此实现了无需限位机构的有限转角运动。

Claims (9)

1.一种定子永磁式双励磁磁阻角度电机，其特征在于：包括壳体组件(100)、和转子组件(200)，其中

所述壳体组件(100)包括端盖(1)、壳体(2)、绝缘端板(3)、永磁体(11)和线圈组件(300)，在壳体(2)的内环面间隔安装有若干线圈组件(300)，在相邻的线圈组件(300)之间安装有永磁体(11)；

所述转子组件(200)包括安装在轴(8)上的凸极转子(5)，凸极转子(5)采用导磁材料以及空芯结构。

2.根据权利要求1所述的磁阻角度电机，其特征在于：所述线圈组件(300)包括定子极靴(10)，在定子极靴(10)上绕有电枢绕组(4)，在电枢绕组(4)与定子极靴(10)的侧壁上还安装有绝缘端板(3)。

3.根据权利要求2所述的磁阻角度电机，其特征在于：所述永磁体(11)由压装铜片(13)压装在壳体(2)上，并由螺钉(12)固定。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的磁阻角度电机，其特征在于：线圈组件(300)之间有电枢绕组引出线(14)。

5.根据权利要求1所述的磁阻角度电机，其特征在于：所述凸极转子(5)通过转子下盖(6)和转子上盖(7)压装固定。

6.根据权利要求5所述的磁阻角度电机，其特征在于：所述转子下盖(6)和转子上盖(7)采用铝合金，与轴(8)采用过盈压装。

7.根据权利要求6所述的磁阻角度电机，其特征在于：轴(8)由深沟球轴承(9)支撑定位。

8.根据权利要求7所述的磁阻角度电机，其特征在于：定子极靴(10)和凸极转子(5)采用高磁饱和、低矫顽力材料。

9.根据权利要求1所述的磁阻角度电机，其特征在于：所述线圈组件(300)和永磁体(11)的数量为4个，所述凸极转子(5)有4个凸极。

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