本發(fā)明涉及電機技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種直驅(qū)式電機裝置。

背景技術(shù)：

隨著軍工技術(shù)的發(fā)展，對加載系統(tǒng)中電機性能指標(biāo)的要求越來越高。

目前，國內(nèi)現(xiàn)有的大力矩電動加載系統(tǒng)都是伺服電動機配減速器的驅(qū)動方式，但由于減速機構(gòu)存在磨損，使其在可靠性、運行效率、維護性等方面存在諸多缺陷。

為了解決上述技術(shù)問題，世界知名電機制造商ABB、西門子公司采用了直驅(qū)式大力矩電機，但其電機體積龐大，輸出等級為3000Nm，轉(zhuǎn)動慣量高達3.5kg/m²，極大的限制了系統(tǒng)的帶寬和動態(tài)響應(yīng)，并且還需要提供很大的輸入功率才能使其運轉(zhuǎn)，極大限制了其直驅(qū)式大力矩電機適用范圍。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種直驅(qū)式電機裝置，在提高直驅(qū)式電機頻率響應(yīng)和增加系統(tǒng)動態(tài)響應(yīng)的同時，減小電機體積。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下方案：

一種直驅(qū)式電機裝置，所述直驅(qū)式電機裝置包括：電機轉(zhuǎn)子(101)、永磁體(102)、定子結(jié)構(gòu)組件(103)；所述定子結(jié)構(gòu)組件(103)包圍所述永磁體(102)，所述永磁體固定于所述電機轉(zhuǎn)子(101)上；其中，所述電機轉(zhuǎn)子(101)為中空結(jié)構(gòu)；所述電機轉(zhuǎn)子(101)的輸出軸為法蘭結(jié)構(gòu)，與負(fù)載直接連接。

可選的，所述直驅(qū)式電機裝置還包括：應(yīng)變片測量力矩裝置(108)；所述應(yīng)變片測量力矩裝置(108)貼在所述電機轉(zhuǎn)子(101)的輸出軸上，用于實時測量電機的轉(zhuǎn)矩信號。

可選的，所述直驅(qū)式電機裝置還包括：機殼(104)和端蓋(105)，所述機殼(104)用于包圍所述定子結(jié)構(gòu)組件(103)；所述端蓋(105)與所述機殼(104)匹配，形成封閉空間；所述電機轉(zhuǎn)子(101)位于所述封閉空間內(nèi)并穿過所述端蓋(105)。

可選的，所述直驅(qū)式電機裝置還包括：軸承(107)；所述軸承(107)固定在所述電機轉(zhuǎn)子(101)穿過所述端蓋(105)的一端并與所述端蓋(105)緊密接觸，用于支撐所述電機轉(zhuǎn)子(101)。

可選的，所述直驅(qū)式電機裝置還包括：編碼器(106)，所述編碼器(106)貼在所述電機轉(zhuǎn)子(101)的輸入軸上，用于將機械幾何位移量轉(zhuǎn)換成脈沖或數(shù)字量。

可選的，所述永磁體(102)的材料為釹鐵硼永磁材料或其他任意永磁材料。

根據(jù)本發(fā)明提供的具體實施例，本發(fā)明公開了以下技術(shù)效果：

本發(fā)明提供一種直驅(qū)式電機裝置，該裝置包括：電機轉(zhuǎn)子、永磁體、定子結(jié)構(gòu)組件；定子結(jié)構(gòu)組件包圍永磁體，永磁體固定于電機轉(zhuǎn)子上；其中該電機轉(zhuǎn)子的輸出軸為法蘭結(jié)構(gòu)，可與負(fù)載直接連接，省去聯(lián)軸器及減速機構(gòu)，可以很大程度的增加系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)，降低維護成本；且該電機轉(zhuǎn)子采用中空結(jié)構(gòu)，降低轉(zhuǎn)動慣量，提高系統(tǒng)帶寬，減小電機體積。本發(fā)明提供的直驅(qū)式電機裝置與傳統(tǒng)機構(gòu)相比，能夠輸出更高的頻率響應(yīng)，系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)更快，電機轉(zhuǎn)子體積更小。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明實施例中的直驅(qū)式電機裝置結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明實施例中的電機轉(zhuǎn)子剖面結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

本發(fā)明的目的是提供一種直驅(qū)式電機裝置，在提高直驅(qū)式電機頻率響應(yīng)和增加系統(tǒng)動態(tài)響應(yīng)的同時，減小電機體積。

為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本發(fā)明作進一步詳細(xì)的說明。

圖1為本發(fā)明實施例中的直驅(qū)式電機裝置結(jié)構(gòu)示意圖，該直驅(qū)式電機裝置包括電機轉(zhuǎn)子101、永磁體102、定子結(jié)構(gòu)組件103、機殼104、端蓋105、編碼器106、軸承107以及應(yīng)變片測量力矩裝置108。圖2為本發(fā)明實施例中的電機轉(zhuǎn)子剖面結(jié)構(gòu)示意圖，所述電機轉(zhuǎn)子101包括輸入軸201、中空結(jié)構(gòu)202以及輸出軸203.

所述機殼104位于直驅(qū)式電機裝置的最外面，用于封裝所述定子結(jié)構(gòu)組件103，所述定子結(jié)構(gòu)組件103包圍所述永磁體102，所述永磁體102固定在所述電機轉(zhuǎn)子101的軸上；所述電機轉(zhuǎn)子101為中空結(jié)構(gòu)202；所述端蓋105與所述機殼104匹配，形成封閉空間；所述電機轉(zhuǎn)子101位于所述封閉空間中心并穿過所述端蓋105，所述軸承107固定在所述電機轉(zhuǎn)子101穿過所述端蓋105的一端并與所述端蓋105緊密接觸，用于支撐所述電機轉(zhuǎn)子101；所述電機轉(zhuǎn)子101的輸出軸203為法蘭結(jié)構(gòu)，與負(fù)載直接連接，且所述應(yīng)變片測量力矩裝置108貼在電機轉(zhuǎn)子(101)的輸出軸203上；所述電機轉(zhuǎn)子101的輸入軸201貼有所述編碼器106。

所述永磁體102材料為釹鐵硼永磁材料或其他任意永磁材料。

為了使電機產(chǎn)品可以達到比普通伺服高一個等級的精度，選擇配置相應(yīng)的編碼器，通過相應(yīng)的編碼器將運動裝置上的機械幾何位移量轉(zhuǎn)換成脈沖或數(shù)字量，以便于伺服系統(tǒng)精度的提高。在本發(fā)明實施中，同樣配置了相應(yīng)的編碼器106，用于將機械幾何位移量轉(zhuǎn)換成脈沖或數(shù)字量。

本發(fā)明實施例采用的電機轉(zhuǎn)子101為中空結(jié)構(gòu)202，具有降低轉(zhuǎn)動慣量，提高系統(tǒng)頻率響應(yīng)，減小電機體積的成作用；

本發(fā)明實施例中電機轉(zhuǎn)子101的輸出軸203為法蘭結(jié)構(gòu)，可直接與負(fù)載連接省去減速機構(gòu)，可以很大程度的增加系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)，降低維護成本，減小體積；

本發(fā)明實施例采用在電機轉(zhuǎn)子(101)的輸出軸203上貼有應(yīng)變片測量力矩裝置108，省去了傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)復(fù)雜的扭矩測試儀，提高了電機的動態(tài)響應(yīng)。

與傳統(tǒng)機構(gòu)相比，本發(fā)明能夠輸出更高的頻率響應(yīng)，系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)更快；

另外，本發(fā)明實施例綜合選取電機的極槽配合，本發(fā)明實施例中的直驅(qū)式電機裝置采用12槽數(shù)14極數(shù)的極槽結(jié)構(gòu)，所述極數(shù)表示電機轉(zhuǎn)子上表面貼上永磁體的塊數(shù)，所述槽數(shù)表示定子結(jié)構(gòu)組件上放繞組凹槽的個數(shù)。

本實施例采用的極槽結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)了電機的大轉(zhuǎn)矩特征，同時能削弱磁極磁場非正弦分布所產(chǎn)生的高次諧波，能有效降低電機齒諧波電勢的幅值，改善電動勢的波形，并可以減小因氣隙磁導(dǎo)變化引起的每極磁通的脈振幅值，減少了磁極表面的脈振損耗；本發(fā)明中的永磁體采用了釹鐵硼永磁材料，具有極高的磁能積和矯頑力，能量密度高。

經(jīng)過測試，本發(fā)明實施例提供直驅(qū)式電機裝置，最大輸出轉(zhuǎn)矩高達3000Nm；且與目前現(xiàn)有相同輸出等級電機相比，電機體積減小了36％，轉(zhuǎn)動慣量降低了70％。即采用本發(fā)明提供的直驅(qū)式電機裝置，達到了在提高直驅(qū)式電機頻率響應(yīng)和增加系統(tǒng)動態(tài)響應(yīng)的同時，減小電機體積的目的。

本說明書中各個實施例采用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似部分互相參見即可。

本文中應(yīng)用了具體個例對本發(fā)明的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想；同時，對于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明的思想，在具體實施方式及應(yīng)用范圍上均會有改變之處。綜上所述，本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對本發(fā)明的限制。