專利名稱：低慣量異步伺服電機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及電機領(lǐng)域，特別是一種異步伺服電機。
背景技術(shù)：
伺服電機是指在伺服系統(tǒng)中控制機械元件運轉(zhuǎn)的發(fā)動機，是一種輔助馬達間接變速裝置。伺服電機通過將電壓信號轉(zhuǎn)化 為電機軸上的角位移或角速度輸出，以驅(qū)動被控對象，實現(xiàn)對被控制機械元件的速度以及位置的精確控制。伺服電機的主要特點是，當(dāng)信號電壓為零時無自轉(zhuǎn)現(xiàn)象，電機的轉(zhuǎn)速隨著轉(zhuǎn)矩的增加而勻速下降，因此得到廣泛的應(yīng)用。伺服電機分為直流伺服電機和交流伺服電機，直流伺服電機又分為有刷直流伺服電機和無刷直流伺服電機，交流伺服電機又分為交流同步伺服電機和交流異步伺服電機。目前在運動控制的設(shè)計過程中一般都使用同步伺服電機，同步伺服電機具有慣量小、最高轉(zhuǎn)動速度低、控制精度高和動態(tài)響應(yīng)能力強的優(yōu)點，適用于低速平穩(wěn)運行方面。交流異步電機實現(xiàn)伺服控制是電機控制技術(shù)領(lǐng)域的新突破，作為驅(qū)動機械元件運轉(zhuǎn)的異步伺服電機，具有耐高溫、無退磁、壽命長和無齒槽轉(zhuǎn)矩等優(yōu)點。但是傳統(tǒng)異步伺服電機主要采用鑄鋁或銅條結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)子，具有轉(zhuǎn)動慣量較大的缺點，即使采用細長結(jié)構(gòu)設(shè)計的專用異步伺服電機，也無法滿足特殊場合對電機轉(zhuǎn)動慣量的需求。

實用新型內(nèi)容本實用新型需要解決的技術(shù)問題是提供一種轉(zhuǎn)動慣量小、控制精度高、動態(tài)響應(yīng)能力強的異步伺服電機。為解決上述技術(shù)問題，本實用新型所采用的技術(shù)方案如下。低慣量異步伺服電機，包括定子鐵芯、轉(zhuǎn)子鐵芯以及位于轉(zhuǎn)子鐵芯中心的轉(zhuǎn)軸，所述定子鐵芯由低損耗冷軋硅鋼片疊制成環(huán)形結(jié)構(gòu)，定子鐵芯的上部槽中嵌放有定子繞組，所述轉(zhuǎn)子鐵芯通過轉(zhuǎn)子內(nèi)套與轉(zhuǎn)軸相配裝，所述轉(zhuǎn)子內(nèi)套靠近轉(zhuǎn)子鐵芯的圓周面上設(shè)置有由高強度輕合金制作的若干條輻射狀筋板；轉(zhuǎn)子鐵芯的外壁上緊固有轉(zhuǎn)子外套，轉(zhuǎn)子外套與定子鐵芯之間設(shè)置有氣隙。本實用新型的改進在于所述定子鐵芯靠近氣隙側(cè)設(shè)置有與轉(zhuǎn)軸軸線平行的軸向通風(fēng)槽。本實用新型的進一步改進在于所述轉(zhuǎn)子鐵芯靠近轉(zhuǎn)子外套的圓周面上設(shè)置有與轉(zhuǎn)軸軸線平行的用于壓入外皮的溝槽。本實用新型的改進還在于所述轉(zhuǎn)子鐵芯的長度比定子鐵芯兩端各長20mm。由于采用了上述技術(shù)方案，本實用新型取得的技術(shù)進步如下。本實用新型降低轉(zhuǎn)動慣量的依據(jù)是根據(jù)轉(zhuǎn)動慣量的計算公式J=Hir2 Cm為轉(zhuǎn)子總成的質(zhì)量和，單位kg ;r為轉(zhuǎn)子總成的重心到轉(zhuǎn)軸之間的距離)而設(shè)計的。本實用新型由轉(zhuǎn)子鐵芯、轉(zhuǎn)子內(nèi)套和轉(zhuǎn)子外套構(gòu)成轉(zhuǎn)子總成，通過減輕轉(zhuǎn)子總成的質(zhì)量，達到降低電機轉(zhuǎn)動慣量的目的。本實用新型克服了傳統(tǒng)的鑄鋁或銅條結(jié)構(gòu)異步伺服電機所具有的轉(zhuǎn)動慣量大的缺點，在有效降低轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動慣量的基礎(chǔ)上，提高了異步伺服電機的控制精確度以及動態(tài)響應(yīng)能力。本實用新型在定子鐵芯中設(shè)置的通風(fēng)槽作為軸向通風(fēng)通道，用于提高定子鐵芯的散熱能力，進一步降低本實用新型的溫升。本實用新型所述的轉(zhuǎn)子內(nèi)套與轉(zhuǎn)子鐵芯接觸圓周側(cè)設(shè)置為輻射狀筋板，不僅具有減輕轉(zhuǎn)子總成質(zhì)量的作用，還能夠?qū)ぷ鬟^程中的轉(zhuǎn)子鐵芯起到通風(fēng)冷卻作用。轉(zhuǎn)子鐵芯的外圓周上設(shè)置的軸向平行的若干條溝槽，用于本實用 新型在組裝時將外皮壓入溝槽內(nèi)，加強轉(zhuǎn)子鐵芯與轉(zhuǎn)子外套的定位。

圖I為本實用新型的橫向剖視圖。圖2為本實用新型的軸向剖視圖。其中1.定子繞組，2.定子鐵芯，3.轉(zhuǎn)子外套，4.轉(zhuǎn)子鐵芯，5.轉(zhuǎn)子內(nèi)套，6.轉(zhuǎn)軸，
7.氣隙，8.通風(fēng)槽，9.溝槽，10.筋板。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型做進一步詳細說明。低慣量異步伺服電機，其橫向剖視圖如圖I所示。包括定子鐵芯2、轉(zhuǎn)子鐵芯4和轉(zhuǎn)軸6，轉(zhuǎn)子鐵芯以轉(zhuǎn)軸為軸心環(huán)形設(shè)置在轉(zhuǎn)軸外側(cè)，定子鐵芯也以轉(zhuǎn)軸為軸心環(huán)形設(shè)置在轉(zhuǎn)子鐵芯的外側(cè)。定子鐵芯2由低損耗冷軋娃鋼片疊制成環(huán)形結(jié)構(gòu),定子鐵芯2沿轉(zhuǎn)軸6軸線方向設(shè)置有與轉(zhuǎn)軸6軸線平行的上部槽和通風(fēng)槽8 ;其中上部槽靠近鐵芯的鐵軛部，且槽型較大，用于放置定子繞組I ;通風(fēng)槽設(shè)置在氣隙的一側(cè)，作為軸向通風(fēng)道能夠加強定子鐵芯的散熱能力。本實用新型由轉(zhuǎn)子鐵芯、轉(zhuǎn)子內(nèi)套和轉(zhuǎn)子外套組成轉(zhuǎn)子總成。其中轉(zhuǎn)子鐵芯4設(shè)置在轉(zhuǎn)軸6與定子鐵芯2之間，轉(zhuǎn)子鐵芯4的外壁上緊固有轉(zhuǎn)子外套3，轉(zhuǎn)子外套3與定子鐵芯2之間設(shè)置有氣隙7，轉(zhuǎn)子鐵芯4的內(nèi)壁通過轉(zhuǎn)子內(nèi)套5與轉(zhuǎn)軸6相配裝。轉(zhuǎn)子鐵芯4由低碳鋼車制而成，或者采用低損耗冷軋硅剛片疊制成環(huán)形結(jié)構(gòu)。轉(zhuǎn)子鐵芯4靠近轉(zhuǎn)子外套3的圓周面上均勻設(shè)置有四條溝槽9，溝槽與轉(zhuǎn)軸6軸線平行，用于壓入外皮，加強轉(zhuǎn)子的定位。轉(zhuǎn)子鐵芯的長度比定子鐵芯兩端各長20mm。轉(zhuǎn)子內(nèi)套5為轉(zhuǎn)軸和轉(zhuǎn)子鐵芯的過渡部分，采用輕質(zhì)高強度鋁合金制作。轉(zhuǎn)子內(nèi)套也為圓環(huán)形結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)子內(nèi)套靠近轉(zhuǎn)子鐵芯4的圓周面上設(shè)置有若干條輻射狀筋板10。采用此種結(jié)構(gòu)，不僅可使轉(zhuǎn)子總成的質(zhì)量減輕，還可以起到使轉(zhuǎn)子鐵芯通風(fēng)冷卻的作用。轉(zhuǎn)子內(nèi)套采用擠壓成型工藝，保證轉(zhuǎn)子內(nèi)套的內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)和性能的一致性；此工藝還可適應(yīng)轉(zhuǎn)子鐵芯同一內(nèi)徑值、外徑值，但不同長度的要求。轉(zhuǎn)子外套3采用具有導(dǎo)電性能的材料制作，如A199. 6%或T3，其厚度可根據(jù)電機的性能要求選取。轉(zhuǎn)子外套制作好后，緊固在轉(zhuǎn)子鐵芯上，并在轉(zhuǎn)子外套的外壁與轉(zhuǎn)子鐵芯溝槽相對的位置，將外皮壓入溝槽，即可。本實用新型的轉(zhuǎn)子總成相對于現(xiàn)有的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，由于設(shè)置了轉(zhuǎn)子內(nèi)套和轉(zhuǎn)子外套，大大降低了轉(zhuǎn)子鐵芯的厚度，從而使轉(zhuǎn)子總成的重量大大減輕，從而達到了降低電機慣量的目的。本實施例中轉(zhuǎn)軸采用 優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼制作，并通過熱套工藝與轉(zhuǎn)子內(nèi)套相聯(lián)接，達到傳遞動力和扭矩的要求。
權(quán)利要求1.低慣量異步伺服電機，包括由低損耗冷軋硅鋼片疊制而成的定子鐵芯(2)、轉(zhuǎn)子鐵芯(4)以及位于轉(zhuǎn)子鐵芯(4)中心的轉(zhuǎn)軸(6)，所述定子鐵芯(2)的上部槽中嵌放有定子繞組(I)，其特征在于所述轉(zhuǎn)子鐵芯(4 )通過轉(zhuǎn)子內(nèi)套(5 )與轉(zhuǎn)軸(6 )相配裝，所述轉(zhuǎn)子內(nèi)套(5)靠近轉(zhuǎn)子鐵芯的圓周面上設(shè)置有由高強度輕合金制作的若干條輻射狀筋板(10);轉(zhuǎn)子鐵芯(4)的外壁上緊固有轉(zhuǎn)子外套(3)，轉(zhuǎn)子外套(3)與定子鐵芯(2)之間設(shè)置有氣隙(7)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的低慣量異步伺服電機，其特征在于所述定子鐵芯(2)靠近氣隙(7)側(cè)設(shè)置有與轉(zhuǎn)軸(6)軸線平行的軸向通風(fēng)槽(8)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的低慣量異步伺服電機，其特征在于所述轉(zhuǎn)子鐵芯(4)靠近轉(zhuǎn)子外套(3)的圓周面上設(shè)置有與轉(zhuǎn)軸(6)軸線平行的溝槽(9)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I至3任一項所述的低慣量異步伺服電機，其特征在于所述轉(zhuǎn)子鐵芯的長度比定子鐵芯兩端各長20mm。
專利摘要本實用新型公開了一種低慣量異步伺服電機，包括定子鐵芯、轉(zhuǎn)子鐵芯以及位于轉(zhuǎn)子鐵芯中心的轉(zhuǎn)軸，所述定子鐵芯的上部槽中嵌放有定子繞組，所述轉(zhuǎn)子鐵芯通過轉(zhuǎn)子內(nèi)套與轉(zhuǎn)軸相配裝，所述轉(zhuǎn)子內(nèi)套靠近轉(zhuǎn)子鐵芯的圓周面上設(shè)置有由高強度輕合金制作的若干條輻射狀筋板；轉(zhuǎn)子鐵芯的外壁上緊固有轉(zhuǎn)子外套，轉(zhuǎn)子外套與定子鐵芯之間設(shè)置有氣隙。本實用新型克服了傳統(tǒng)的鑄鋁或銅條結(jié)構(gòu)異步伺服電機所具有的轉(zhuǎn)動慣量大的缺點，通過減小轉(zhuǎn)子總成的質(zhì)量，從而使得轉(zhuǎn)動慣量得到了大大降低。
文檔編號H02K1/32GK202798391SQ201220428469
公開日2013年3月13日 申請日期2012年8月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月28日
發(fā)明者楊秀軍, 李亞春 申請人:河北電機股份有限公司