专利名称：永磁力矩伺服电机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及的是一种有永磁体的电动机，具体的讲是涉及一种可控励磁的永磁同步交流电动机。
技术背景众所周知，有一种是高效永磁同步电动机，它与工频电源直接连接，需要有自起动能力，主要用于要求高效节能而不要求调速的场合，其优点是在稳定运行时没有转子电阻损耗，电机输出效率高。还有一种是无刷交流伺服电动机，它与变频器供电电源相连，主要用于要求调速的场合，该电动机的转子和定子均绕有线圈绕组，改变转子磁极绕组中的直流电增加或减少，来控制电机的输出电压就增加或减少，磁场控制较方便。例如数控机床、机器人、电动车、电梯、家用电器等。然而，上述电动机的定子是相同叠积的硅钢片构成，它是经冲压机一次整体冲裁成形，每片硅钢片是一片整体，因此，采用整体冲裁成形所需模具、设备要求较高，且硅钢片材料利用率低，其中心部分不能利用，被浪费掉；其次是上述电动机转动时的位置和速度的测定及其信号的传出，通常需用专门的位置测定和信号输出装置，其结构复杂，可靠性差，且制造成本高。
发明内容
为了克服现有的永磁无刷交流伺服电动机存在的技术问题，本实用新型提供一种永磁力矩伺服电机，该伺服电动机不仅材料利用率高，结构简单，成本低，而且能稳定地输出电动机转动的位置信号，方便地实现对电机的跟踪和控制。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是一种永磁力矩伺服电机，它包括外壳，外壳内腔周围装有定子，定子由若干段弧形定子块环绕而成，各定子块由若干相同的铁芯冲片叠层而成，各定子块上的磁极上绕有定子绕组，外壳内腔中间装有转轴，转轴上装有旋转变压器和与上述定子相对应的转子，转子由环形铁芯构成，其外周表面装有与定子上磁极相对的向外凸的永磁铁，转子与永磁铁通过粘接剂粘接，旋转变压器接有控制装置。
上述控制装置包括与整流器相连的PWM逆变器、电流电压检测器和PWM控制器、信号解析器，PWM逆变器分别与PWM控制器、电流电压检测器连接，电流电压检测器还与PWM控制器连接，PWM控制器还与信号解析器连接，信号解析器与上述旋转变压器连接。
上述定子由四段弧形定子块环绕而成。
本实用新型的永磁力矩伺服电机与现有的技术相比较具有优点如下该机的定子采用由若干段弧形定子块环绕而成，不仅不会将定子中心很大一部分材料浪费，而且因定子冲片小，冲压成形模具较简单，所需冲压设备要求也较低，材料利用率提高，制造成本降低；该机的转子其外周表面采用永磁铁，不需要无功励磁电流，可以显著地提高功率因素，减少定子电流和定子电阻损耗，而且在稳定运行时没有转子电阻损耗，从而使该机的效率比同规格的感应电动机的效率提高2--8％；该机的实时跟踪电机转轴的转角位置信号的采集由装在其外壳内的旋转变压器完成，信号解析器与旋转变压器分离，既防止腐蚀气体、灰尘油污的污染，又不怕振动，能在恶劣环境下工作，而且结构简单可控的传动结构最为简单。
图1是本实用新型的永磁力矩伺服电机的结构示意图；图2是图1中A-A剖视示意图；图3是图1中定子21的结构示意图；图4是永磁力矩伺服电机电气方框图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型的永磁力矩伺服电机作进一步说明。
如图1-3所示的永磁力矩伺服电机，它包括外壳1，外壳1内腔周围装有定子2，定子2由若干段弧形定子块21环绕而成，各定子块21由若干相同的铁芯冲片叠层而成，各定子块21上的磁极上绕有定子绕组22，外壳1内腔中间装有转轴3，转轴3上装有旋转变压器4和与上述定子2相对应的转子5，转子5由环形铁芯构成，其外周表面装有与定子2上磁极相对的向外凸的永磁铁6，转子与永磁铁6通过粘接剂粘接，旋转变压器4接有控制装置7。
如图4所示，上述控制装置7包括与整流器相连的PWM逆变器71、电流电压检测器72和PWM控制器73、信号解析器74，PWM逆变器71分别与PWM控制器73、电流电压检测器72连接，电流电压检测器72还与PWM控制器73连接，PWM控制器73还与信号解析器74连接，信号解析器74与上述旋转变压器4连接。上述PWM是Pulse wide Modulation的缩写，即脉宽调制，所述的PWM逆变器71是能将直流电压变为电压脉冲序列进而处理成电机所需的交流电压的器件。所述的PWM控制器73是能根据需要控制逆变器输出的电压脉冲宽度和脉冲序列的周期以达到变压变频目的的器件。
上述定子2由四段弧形定子块21环绕而成。
当永磁力矩伺服电机运行时，三相交流电经整流器向PWM逆变器71输送直流电，经PWM逆变器71向电流电压检测器72、永磁力矩伺服电机提供变频电源，永磁力矩伺服电机上转轴3旋转，电流电压检测器72将检测的电流电压信号反馈给PWM控制器73，与此同时，装在转轴3上旋转变压器4检测出永磁力矩伺服电机的转轴3的转角信号，向信号解析器74输送转轴3的转角信号，信号解析器74此信号增强放大并转换后向PWM控制器73输送，PWM控制器73根据信号解析器74提供的转轴转角位置信号和电流电压检测器72提供的电机输入的电压电流反馈信号，由内部编好的程式向PWM逆变器71输出指令信号，PWM逆变器71根据PWM控制器73的指令向永磁力矩电机的定子绕组22输入合适的正弦交流电，实现对永磁力矩伺服电机转角位置和速度的闭环调节。
权利要求1.一种永磁力矩伺服电机，其特征在于它包括外壳(1)，外壳(1)内腔周围装有定子(2)，定子(2)由若干段弧形定子块(21)环绕而成，各定子块(21)由若干相同的铁芯冲片叠层而成，各定子块(21)上的磁极上绕有定子绕组(22)，外壳(1)内腔中间装有转轴(3)，转轴(3)上装有旋转变压器(4)和与上述定子(2)相对应的转子(5)，转子(5)由环形铁芯构成，其外周表面装有与定子(2)上磁极相对的向外凸的永磁铁(6)，转子与永磁铁(6)通过粘接剂粘接，旋转变压器(4)接有控制装置(7)。
2.根据权利要求1所述的永磁力矩伺服电机，其特征在于上述控制装置(7)包括与整流器相连的PWM逆变器(71)、电流电压检测器(72)和PWM控制器(73)、信号解析器(74)，PWM逆变器(71)分别与PWM控制器(73)、电流电压检测器(72)连接，电流电压检测器(72)还与PWM控制器(73)连接，PWM控制器(73)还与信号解析器(74)连接，信号解析器(74)与上述旋转变压器(4)连接。
3.根据权利要求1或2所述的永磁力矩伺服电机，其特征在于上述定子(2)由四段弧形定子块(21)环绕而成。
专利摘要本实用新型公开了永磁力矩伺服电机，它包括外壳，外壳内腔周围装有定子，定子由若干段弧形定子块环绕而成，各定子块由若干相同的铁芯冲片叠层焊接而成，各定子块上的磁极上绕有定子绕组，外壳内腔中间装有转轴，转轴上装有旋转变压器和与上述定子相对应的转子，转子由环形铁芯构成，其外周表面装有与定子上磁极相对的向外凸的永磁铁，转子与永磁铁通过粘接剂粘接，旋转变压器接有控制装置。该机的各定子块形状小，材料利用率高，成本降低，转子外周采用永磁铁，不需无功励磁电流，运行时无电阻损耗，其效率比同规格电动机的效率高2－－8％；该电机转轴转角位置的信号采集由装在外壳内旋转变压器完成，其信号处理和检测分离，能在恶劣环境下工作。
文档编号H02K1/27GK2857325SQ20052014048
公开日2007年1月10日 申请日期2005年12月30日 优先权日2005年12月30日
发明者李春涛, 范晓斌, 周林, 孟冬根 申请人:海安县申菱电器制造有限公司