專利名稱：永磁力矩伺服電機的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及的是一種有永磁體的電動機，具體的講是涉及一種可控勵磁的永磁同步交流電動機。
技術背景眾所周知，有一種是高效永磁同步電動機，它與工頻電源直接連接，需要有自起動能力，主要用于要求高效節(jié)能而不要求調速的場合，其優(yōu)點是在穩(wěn)定運行時沒有轉子電阻損耗，電機輸出效率高。還有一種是無刷交流伺服電動機，它與變頻器供電電源相連，主要用于要求調速的場合，該電動機的轉子和定子均繞有線圈繞組，改變轉子磁極繞組中的直流電增加或減少，來控制電機的輸出電壓就增加或減少，磁場控制較方便。例如數(shù)控機床、機器人、電動車、電梯、家用電器等。然而，上述電動機的定子是相同疊積的硅鋼片構成，它是經沖壓機一次整體沖裁成形，每片硅鋼片是一片整體，因此，采用整體沖裁成形所需模具、設備要求較高，且硅鋼片材料利用率低，其中心部分不能利用，被浪費掉；其次是上述電動機轉動時的位置和速度的測定及其信號的傳出，通常需用專門的位置測定和信號輸出裝置，其結構復雜，可靠性差，且制造成本高。
發(fā)明內容
為了克服現(xiàn)有的永磁無刷交流伺服電動機存在的技術問題，本實用新型提供一種永磁力矩伺服電機，該伺服電動機不僅材料利用率高，結構簡單，成本低，而且能穩(wěn)定地輸出電動機轉動的位置信號，方便地實現(xiàn)對電機的跟蹤和控制。
本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是一種永磁力矩伺服電機，它包括外殼，外殼內腔周圍裝有定子，定子由若干段弧形定子塊環(huán)繞而成，各定子塊由若干相同的鐵芯沖片疊層而成，各定子塊上的磁極上繞有定子繞組，外殼內腔中間裝有轉軸，轉軸上裝有旋轉變壓器和與上述定子相對應的轉子，轉子由環(huán)形鐵芯構成，其外周表面裝有與定子上磁極相對的向外凸的永磁鐵，轉子與永磁鐵通過粘接劑粘接，旋轉變壓器接有控制裝置。
上述控制裝置包括與整流器相連的PWM逆變器、電流電壓檢測器和PWM控制器、信號解析器，PWM逆變器分別與PWM控制器、電流電壓檢測器連接，電流電壓檢測器還與PWM控制器連接，PWM控制器還與信號解析器連接，信號解析器與上述旋轉變壓器連接。
上述定子由四段弧形定子塊環(huán)繞而成。
本實用新型的永磁力矩伺服電機與現(xiàn)有的技術相比較具有優(yōu)點如下該機的定子采用由若干段弧形定子塊環(huán)繞而成，不僅不會將定子中心很大一部分材料浪費，而且因定子沖片小，沖壓成形模具較簡單，所需沖壓設備要求也較低，材料利用率提高，制造成本降低；該機的轉子其外周表面采用永磁鐵，不需要無功勵磁電流，可以顯著地提高功率因素，減少定子電流和定子電阻損耗，而且在穩(wěn)定運行時沒有轉子電阻損耗，從而使該機的效率比同規(guī)格的感應電動機的效率提高2--8％；該機的實時跟蹤電機轉軸的轉角位置信號的采集由裝在其外殼內的旋轉變壓器完成，信號解析器與旋轉變壓器分離，既防止腐蝕氣體、灰塵油污的污染，又不怕振動，能在惡劣環(huán)境下工作，而且結構簡單可控的傳動結構最為簡單。
圖1是本實用新型的永磁力矩伺服電機的結構示意圖；圖2是圖1中A-A剖視示意圖；圖3是圖1中定子21的結構示意圖；圖4是永磁力矩伺服電機電氣方框圖。
具體實施方式
以下結合附圖和實施例對本實用新型的永磁力矩伺服電機作進一步說明。
如圖1-3所示的永磁力矩伺服電機，它包括外殼1，外殼1內腔周圍裝有定子2，定子2由若干段弧形定子塊21環(huán)繞而成，各定子塊21由若干相同的鐵芯沖片疊層而成，各定子塊21上的磁極上繞有定子繞組22，外殼1內腔中間裝有轉軸3，轉軸3上裝有旋轉變壓器4和與上述定子2相對應的轉子5，轉子5由環(huán)形鐵芯構成，其外周表面裝有與定子2上磁極相對的向外凸的永磁鐵6，轉子與永磁鐵6通過粘接劑粘接，旋轉變壓器4接有控制裝置7。
如圖4所示，上述控制裝置7包括與整流器相連的PWM逆變器71、電流電壓檢測器72和PWM控制器73、信號解析器74，PWM逆變器71分別與PWM控制器73、電流電壓檢測器72連接，電流電壓檢測器72還與PWM控制器73連接，PWM控制器73還與信號解析器74連接，信號解析器74與上述旋轉變壓器4連接。上述PWM是Pulse wide Modulation的縮寫，即脈寬調制，所述的PWM逆變器71是能將直流電壓變?yōu)殡妷好}沖序列進而處理成電機所需的交流電壓的器件。所述的PWM控制器73是能根據(jù)需要控制逆變器輸出的電壓脈沖寬度和脈沖序列的周期以達到變壓變頻目的的器件。
上述定子2由四段弧形定子塊21環(huán)繞而成。
當永磁力矩伺服電機運行時，三相交流電經整流器向PWM逆變器71輸送直流電，經PWM逆變器71向電流電壓檢測器72、永磁力矩伺服電機提供變頻電源，永磁力矩伺服電機上轉軸3旋轉，電流電壓檢測器72將檢測的電流電壓信號反饋給PWM控制器73，與此同時，裝在轉軸3上旋轉變壓器4檢測出永磁力矩伺服電機的轉軸3的轉角信號，向信號解析器74輸送轉軸3的轉角信號，信號解析器74此信號增強放大并轉換后向PWM控制器73輸送，PWM控制器73根據(jù)信號解析器74提供的轉軸轉角位置信號和電流電壓檢測器72提供的電機輸入的電壓電流反饋信號，由內部編好的程式向PWM逆變器71輸出指令信號，PWM逆變器71根據(jù)PWM控制器73的指令向永磁力矩電機的定子繞組22輸入合適的正弦交流電，實現(xiàn)對永磁力矩伺服電機轉角位置和速度的閉環(huán)調節(jié)。
權利要求1.一種永磁力矩伺服電機，其特征在于它包括外殼(1)，外殼(1)內腔周圍裝有定子(2)，定子(2)由若干段弧形定子塊(21)環(huán)繞而成，各定子塊(21)由若干相同的鐵芯沖片疊層而成，各定子塊(21)上的磁極上繞有定子繞組(22)，外殼(1)內腔中間裝有轉軸(3)，轉軸(3)上裝有旋轉變壓器(4)和與上述定子(2)相對應的轉子(5)，轉子(5)由環(huán)形鐵芯構成，其外周表面裝有與定子(2)上磁極相對的向外凸的永磁鐵(6)，轉子與永磁鐵(6)通過粘接劑粘接，旋轉變壓器(4)接有控制裝置(7)。
2.根據(jù)權利要求1所述的永磁力矩伺服電機，其特征在于上述控制裝置(7)包括與整流器相連的PWM逆變器(71)、電流電壓檢測器(72)和PWM控制器(73)、信號解析器(74)，PWM逆變器(71)分別與PWM控制器(73)、電流電壓檢測器(72)連接，電流電壓檢測器(72)還與PWM控制器(73)連接，PWM控制器(73)還與信號解析器(74)連接，信號解析器(74)與上述旋轉變壓器(4)連接。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的永磁力矩伺服電機，其特征在于上述定子(2)由四段弧形定子塊(21)環(huán)繞而成。
專利摘要本實用新型公開了永磁力矩伺服電機，它包括外殼，外殼內腔周圍裝有定子，定子由若干段弧形定子塊環(huán)繞而成，各定子塊由若干相同的鐵芯沖片疊層焊接而成，各定子塊上的磁極上繞有定子繞組，外殼內腔中間裝有轉軸，轉軸上裝有旋轉變壓器和與上述定子相對應的轉子，轉子由環(huán)形鐵芯構成，其外周表面裝有與定子上磁極相對的向外凸的永磁鐵，轉子與永磁鐵通過粘接劑粘接，旋轉變壓器接有控制裝置。該機的各定子塊形狀小，材料利用率高，成本降低，轉子外周采用永磁鐵，不需無功勵磁電流，運行時無電阻損耗，其效率比同規(guī)格電動機的效率高2－－8％；該電機轉軸轉角位置的信號采集由裝在外殼內旋轉變壓器完成，其信號處理和檢測分離，能在惡劣環(huán)境下工作。
文檔編號H02K1/27GK2857325SQ20052014048
公開日2007年1月10日 申請日期2005年12月30日 優(yōu)先權日2005年12月30日
發(fā)明者李春濤, 范曉斌, 周林, 孟冬根 申請人:海安縣申菱電器制造有限公司