專利名稱:一種新型有限轉(zhuǎn)角電動機(jī)及制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種新型有限轉(zhuǎn)角電動機(jī)及制作方法，屬于微電機(jī)制作技術(shù)領(lǐng)域：
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技術(shù)背景
在自動化機(jī)械設(shè)備上，經(jīng)常會采用一種有限轉(zhuǎn)角電動機(jī)，用于將電信號轉(zhuǎn)變成角位移。要求該電動機(jī)要有較大的轉(zhuǎn)動力矩，響應(yīng)速度快，慣量小，當(dāng)電信號停止后，能夠很快停下來，保證精確定位，同時還要求這種電動機(jī)應(yīng)具有體積小，重量輕以便于安裝。目前，普通的有限轉(zhuǎn)角電動機(jī)中的定子或轉(zhuǎn)子一般是將漆包線繞在環(huán)形鐵心上制成的，這樣的結(jié)構(gòu)只有線圈的一半位于氣隙磁場中，繞組利用率低于50%。輸出轉(zhuǎn)矩小，電動機(jī)的體積較大， 重量也較重。由于采用環(huán)行繞線，定子內(nèi)孔不宜過小，轉(zhuǎn)子直徑比較大，慣量大；很難實現(xiàn)高的輸出力矩、高的響應(yīng)速度和高的角加速度。因此現(xiàn)有的有限轉(zhuǎn)角電動機(jī)還是不能滿足使用的要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供一種新型有限轉(zhuǎn)角電動機(jī)及制作方法?？商岣唠妱訖C(jī)的繞組利用率，提高電動機(jī)的長度與直徑比，可以制成體積小的細(xì)長型的電動機(jī)；并具有輸出力矩大，重量輕，慣量小，響應(yīng)速度快，角加速度很高，定位精度好的特點，從而克服現(xiàn)有技術(shù)的不足。
本發(fā)明的技術(shù)方案。一種新型有限轉(zhuǎn)角電動機(jī)的制作方法，該方法采用的定子采用內(nèi)貼定形繞組的無槽結(jié)構(gòu)，定形繞組敷設(shè)在導(dǎo)磁管內(nèi)表面，使定形繞組上、下層邊均處于有效氣隙磁場內(nèi)；該方法的轉(zhuǎn)子采用圓柱型磁鋼材料制成無刷結(jié)構(gòu)，在圓柱型磁鋼材料兩端用不導(dǎo)磁材料做轉(zhuǎn)軸。
上述的新型有限轉(zhuǎn)角電動機(jī)的制作方法中，所述的定形繞組是將絕緣導(dǎo)線繞在胎模上，并使漆包線匝與匝之間粘在一起，干燥定形后脫模，使線圈保持胎模形狀的繞組。
前述的新型有限轉(zhuǎn)角電動機(jī)的制作方法中，所述的導(dǎo)磁管用導(dǎo)磁材料制成。
前述的新型有限轉(zhuǎn)角電動機(jī)的制作方法中，所述的磁鋼用高性能永磁合金制成。
前述的新型有限轉(zhuǎn)角電動機(jī)的制作方法中，所述的不導(dǎo)磁材料為不銹鋼或青銅材料。
按照前述的新型有限轉(zhuǎn)角電動機(jī)的制作方法制成的一種新型有限轉(zhuǎn)角電動機(jī)，包括定子和設(shè)在定子內(nèi)的轉(zhuǎn)子，定子包括殼體，殼體內(nèi)設(shè)有導(dǎo)磁管，導(dǎo)磁管的內(nèi)壁設(shè)有絕緣層，絕緣層上設(shè)有環(huán)氧樹脂層，環(huán)氧樹脂層中鑲嵌有定形繞組；轉(zhuǎn)子包括用高性能永磁合金制成的轉(zhuǎn)子磁極，轉(zhuǎn)子磁極兩端設(shè)有不導(dǎo)磁轉(zhuǎn)軸。
上述的新型有限轉(zhuǎn)角電動機(jī)中，所述的不導(dǎo)磁轉(zhuǎn)軸經(jīng)軸承支承在殼體上。
前述的新型有限轉(zhuǎn)角電動機(jī)中，所述殼體的一端設(shè)有擋圈，殼體的一端設(shè)有墊圈和端蓋；端蓋內(nèi)的不導(dǎo)磁轉(zhuǎn)軸上設(shè)有彈簧和銷釘。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，現(xiàn)有技術(shù)由于受到繞組結(jié)構(gòu)的影響，無法繼續(xù)縮小電動機(jī)的直徑，所以現(xiàn)有技術(shù)的電動機(jī)只能做成小長徑比的扁平式電機(jī)，其慣量相對較大。本發(fā)明由于定子中的鐵芯采用導(dǎo)磁管制成；定子繞組采用定形繞組，用環(huán)氧樹脂封裝在導(dǎo)磁管內(nèi)壁上； 電動機(jī)的轉(zhuǎn)子采用圓柱型磁鋼材料制成，所以可以把電動機(jī)直徑做的很細(xì)，使電動機(jī)的長度與直徑比增大，可以制成體積小的細(xì)長型的電動機(jī)。由于定子和轉(zhuǎn)子都可以做的很小，所以電動機(jī)的重量輕，直徑變小可以減小慣量，提高響應(yīng)速度，由于慣量小電動機(jī)的定位精度也得到提高。由于本發(fā)明的定子繞組采用定形繞組，用環(huán)氧樹脂固定在導(dǎo)磁管內(nèi)壁上；使得電機(jī)工作時，定子繞組上下層邊均處于氣隙磁場中，繞組利用率可達(dá)到100%，有效的提高了輸出力矩。本發(fā)明通過系統(tǒng)性能試驗，本發(fā)明的電動機(jī)在有限轉(zhuǎn)角范圍內(nèi)可穩(wěn)定的把輸入電信號轉(zhuǎn)換成軸上的輸出轉(zhuǎn)矩信號，電動機(jī)轉(zhuǎn)矩波動系數(shù)不超過1%，最大輸出角加速度可達(dá)到5X105/s2。


圖1是本發(fā)明電動機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是本發(fā)明電動機(jī)的徑向剖視圖；
圖3是本發(fā)明電動機(jī)轉(zhuǎn)子的軸向剖視圖。
附圖中的標(biāo)記為1-殼體，2-導(dǎo)磁管，3-絕緣層，4-環(huán)氧樹脂層，5-定形繞組， 6-轉(zhuǎn)子磁極，7-不導(dǎo)磁轉(zhuǎn)軸，8-軸承，9-擋圈，10-墊圈，11-端蓋，12-彈簧，13-銷釘，14-氣隙磁場，15-銷釘孔。
具體實施方式
下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明，但不作為對本發(fā)明的限制。
本發(fā)明的實施例。一種新型有限轉(zhuǎn)角電動機(jī)的制作方法。如圖1、圖2和圖3所示。 該方法采用的定子采用內(nèi)貼定形繞組5的無槽結(jié)構(gòu)，定形繞組5是將絕緣導(dǎo)線繞在胎模上， 并使漆包線匝與匝之間粘在一起，干燥定形后脫模，使線圈保持胎模形狀的定形繞組。定形繞組敷設(shè)在定子鐵芯內(nèi)表面，定子鐵芯采用2Crl3不銹鋼材料制成無槽的導(dǎo)磁管2，用環(huán)氧樹脂將定形繞組5封裝在內(nèi)壁經(jīng)過絕緣處理的導(dǎo)磁管2內(nèi)壁上；使定形繞組5上、下層邊均處于有效氣隙磁場14內(nèi)；該方法的轉(zhuǎn)子采用牌號為XG32/14的高性能永磁合金制成圓柱型磁鋼作為轉(zhuǎn)子磁極6，在圓柱型磁鋼材料兩端用不導(dǎo)磁的牌號為2Crl3的不銹鋼制成轉(zhuǎn)軸 7，因為轉(zhuǎn)子上沒有電氣元件，所以轉(zhuǎn)子不需要碳刷連接。
按照本發(fā)明的一種新型有限轉(zhuǎn)角電動機(jī)的制作方法制成的一種新型有限轉(zhuǎn)角電動機(jī)，如圖1、圖2和圖3所示。它包括定子和設(shè)在定子內(nèi)的轉(zhuǎn)子。定子包括殼體1，殼體1 內(nèi)設(shè)有導(dǎo)磁管2，導(dǎo)磁管2的內(nèi)壁設(shè)有絕緣層3，絕緣層3上設(shè)有環(huán)氧樹脂層4，環(huán)氧樹脂層 4中鑲嵌有定形繞組5 ；轉(zhuǎn)子包括用高性能永磁合金制成的轉(zhuǎn)子磁極6，轉(zhuǎn)子磁極6兩端設(shè)有不銹鋼轉(zhuǎn)軸7。不銹鋼轉(zhuǎn)軸7經(jīng)軸承8支承在殼體1上。殼體1的一端設(shè)有擋圈9密封， 殼體1的一端設(shè)有墊圈10和端蓋11密封；端蓋11內(nèi)的不銹鋼轉(zhuǎn)軸7上套有彈簧12，在端蓋11內(nèi)的不銹鋼轉(zhuǎn)軸7上設(shè)有銷釘孔15，銷釘孔15中插有銷釘13將彈簧12定位。
權(quán)利要求
1.一種新型有限轉(zhuǎn)角電動機(jī)的制作方法，其特征在于該方法采用的定子采用內(nèi)貼定形繞組的無槽結(jié)構(gòu)，所述的定形繞組是將漆包線繞在胎模上，并使漆包線匝與匝之間粘在一起，干燥定形后脫模，使線圈保持胎模形狀的繞組；用環(huán)氧樹脂將定形繞組封裝在內(nèi)壁經(jīng)過絕緣處理的導(dǎo)磁管內(nèi)壁上，所述的導(dǎo)磁管用2Crl3不銹鋼材料制成，使定形繞組上、下層邊均處于有效氣隙磁場內(nèi)；該方法的轉(zhuǎn)子為無刷結(jié)構(gòu)，采用圓柱型磁鋼材料制成轉(zhuǎn)子磁極， 在圓柱型磁鋼材料兩端用不導(dǎo)磁材料做轉(zhuǎn)軸。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的新型有限轉(zhuǎn)角電動機(jī)的制作方法，其特征在于所述的不導(dǎo)磁材料為不銹鋼或青銅材料。
3.一種新型有限轉(zhuǎn)角電動機(jī)，包括定子和設(shè)在定子內(nèi)的轉(zhuǎn)子，其特征在于定子包括殼體(1)，殼體(1)內(nèi)設(shè)有導(dǎo)磁管0)，導(dǎo)磁管(2)用2Crl3不銹鋼材料制成；導(dǎo)磁管O)的內(nèi)壁設(shè)有絕緣層(3)，絕緣層C3)上設(shè)有環(huán)氧樹脂層G)，環(huán)氧樹脂層中鑲嵌有定形繞組( ，所述的定形繞組是將漆包線繞在胎模上，并使漆包線匝與匝之間粘在一起，干燥定形后脫模，使線圈保持胎模形狀的繞組；轉(zhuǎn)子為無刷結(jié)構(gòu)，采用圓柱型磁鋼材料制成轉(zhuǎn)子磁極(6)，轉(zhuǎn)子磁極(6)兩端設(shè)有不導(dǎo)磁轉(zhuǎn)軸(7)。
4.根據(jù)權(quán)利要求
3所述的新型有限轉(zhuǎn)角電動機(jī)，其特征在于所述的不導(dǎo)磁轉(zhuǎn)軸(7) 經(jīng)軸承(8)支承在殼體(1)上。
5.根據(jù)權(quán)利要求
4所述的新型有限轉(zhuǎn)角電動機(jī)，其特征在于所述殼體(1)的一端設(shè)有擋圈(9)，殼體(1)的另一端設(shè)有墊圈(10)和端蓋(11)；端蓋(11)內(nèi)的不導(dǎo)磁轉(zhuǎn)軸(7) 上設(shè)有彈簧(12)和銷釘(13)。
專利摘要
本發(fā)明公開了一種新型有限轉(zhuǎn)角電動機(jī)及制作方法，其特征在于該方法采用的定子采用內(nèi)貼定形繞組的無槽結(jié)構(gòu)，定形繞組敷設(shè)在導(dǎo)磁管內(nèi)表面，使定形繞組上、下層邊均處于有效氣隙磁場內(nèi)；該方法的轉(zhuǎn)子采用圓柱型磁鋼材料制成無刷結(jié)構(gòu)，在圓柱型磁鋼材料兩端用不導(dǎo)磁材料做轉(zhuǎn)軸。本發(fā)明具有長徑比大、體積小、重量輕、慣量小、響應(yīng)速度快、定位精度高的特點。本發(fā)明電動機(jī)的繞組利用率可達(dá)100％，電動機(jī)轉(zhuǎn)矩波動系數(shù)不超過1％，，最大輸出角加速度可達(dá)到5×105/s2以上。
文檔編號H02K1/12GKCN101345459 B發(fā)布類型授權(quán) 專利申請?zhí)朇N 200810304361
公開日2011年12月14日 申請日期2008年9月3日
發(fā)明者任木蘭, 鄭澤明, 陳強(qiáng) 申請人:貴州航天林泉電機(jī)有限公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan專利引用 (4),