一种无刷相位渐变式空心杯电机的制作方法

本发明涉及电机技术领域，具体为一种无刷相位渐变式空心杯电机。

背景技术：

空心杯电动机属于直流永磁的伺服、控制电动机，也可以将其归类为微特电机，空心杯电动机具有突出的节能特性、灵敏方便的控制特性和稳定的运行特性，技术先进性十分明显，作为高效率的能量转换装置，在很多领域代表了电动机的发展方向，当前的空心杯电机是直流无铁芯伺服微型电机，各个性能都非常优越，但缺点是功率小扭矩低，这样制约了空心杯电机在电机功率和扭矩要求较高范围内的使用。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种无刷相位渐变式空心杯电机，具备功率大扭矩高的优点，解决了现有空心杯电机功率小扭矩低的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种无刷相位渐变式空心杯电机，包括双层杯环定子，所述双层杯环定子的底部固定安装有前盖轴承座，所述双层杯环定子的顶部固定安装有后盖轴承座，所述双层杯环定子的内部固定安装有内磁钢，所述内磁钢的表面套接有外磁钢，所述外磁钢的底部固定安装有转子，所述转子的底部贯穿设置有转子轴，所述转子轴的下端贯穿前盖轴承座并延伸至前盖轴承座的外部，所述双层杯环定子内腔的上方且位于转子轴上端的表面套接有码盘。

优选的，所述定子内层腔壁设置有内驱动绕组，外层腔壁设置有外驱动绕组，形成薄壁u型空腔，所述转子杯内壁镶有内磁钢转子杯外壁镶有外磁钢，所述转子套进定子u型内腔配合时保证彼此间有一定的间隙。

优选的，所述前盖轴承座的内部和后盖轴承座的内部均嵌设有轴承，所述转子轴的下端贯穿底部的轴承并延伸至外部。

优选的，所述前盖轴承座与后盖轴承座的表面边缘处均开设有安装孔，且前盖轴承座和后盖轴承座与双层杯环定子之间通过螺栓进行连接。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

1、本发明电机性能优越，且使用时功率大扭矩高，提高了空心杯电机在电机功率和扭矩要求较高范围的领域内使用，且电机运行时磁钢的磁力利用率都在三分之二以上（是目前小功率空心杯电机瞬时运行磁钢磁力利用率的一倍以上），转矩持续无转矩脉动，转矩高，定位精准。

附图说明

图1为本发明结构主视图；

图2为本发明结构爆炸图；

图3为本发明截面剖视图；

图4为本发明工作状态图；

图5为本发明电机转子工作状态图。

图中：1、双层杯环定子；2、前盖轴承座；3、后盖轴承座；4、内磁钢；5、外磁钢；6、转子；7、转子轴；8、码盘；9、外驱动绕组；10、内驱动绕组；11、轴承。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在

本技术：
文件的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利的限制。在本申请文件的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“设置”应做广义理解，例如，可以是固定相连、设置，也可以是可拆卸连接、设置，或一体地连接、设置。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本专利中的具体含义。

请参阅图1-5，一种无刷相位渐变式空心杯电机，包括双层杯环定子1，双层杯环定子1的底部固定安装有前盖轴承座2，前盖轴承座2的内部和后盖轴承座3的内部均嵌设有轴承11，转子轴7的下端贯穿底部的轴承11并延伸至外部，前盖轴承座2与后盖轴承座3的表面边缘处均开设有安装孔，且前盖轴承座2和后盖轴承座3与双层杯环定子1之间通过螺栓进行连接，双层杯环定子1的顶部固定安装有后盖轴承座3，双层杯环定子1的内部固定安装有内磁钢4，定子1内层腔壁设置有内驱动绕组9，外层腔壁设置有外驱动绕组10，形成薄壁u型空腔，转子6杯内壁镶有内磁钢4转子杯外壁镶有外磁钢5，转子6套进定子1u型内腔配合时保证彼此间有一定的间隙，内磁钢4的表面套接有外磁钢5，外磁钢5的底部固定安装有转子6，转子6的底部贯穿设置有转子轴7，转子轴7的下端贯穿前盖轴承座2并延伸至前盖轴承座2的外部，双层杯环定子1内腔的上方且位于转子轴7上端的表面套接有码盘8，电机性能优越，且使用时功率大扭矩高，提高了空心杯电机在电机功率和扭矩要求较高范围的领域内使用，且电机运行时磁钢的磁力利用率都在三分之二以上（是目前小功率空心杯电机瞬时运行磁钢磁力利用率的一倍以上），转矩持续无转矩脉动，转矩高，定位精准。

工作原理：内、外磁钢以偶数分为多极等分按n→s→n→s……沿转子内、外杯环镶满，绕组相位宽度以磁钢宽为准，绕线按磁极的宽度高度呈矩齿形绕满固定在定子u形腔壁两面，以单根或者多根导线为一组，为小相组，三组以上为一相位，通过码盘位置信号控制各个小相组的接通、断开、翻转的顺序实现电机的启停和正反转；如图（4）与三小相组为一相位为例：根据左手定则当前相位位置时当a/b/c/同时同向接通电源时磁极与导线之间形成大小相等方向相反的作用力，这时电机转子不动处于制动状态；这时a1、a2断开，电机转子如图（5）旋转一个a1相位宽度的角度；这时当b1、b2断开，a1、a2翻转通电，电机转子旋转一个b1相位宽度的角度；这时c1、c2断开，b1、b2翻转通电，电机转子旋转一个c1相位宽度的角度；小相组逐渐的变换循环的运行下去，这样电机转子就能持续的运转下去；小相组的逐渐变换方式实现了相位的渐变式转换，这样的优点是电机运行时磁钢的磁力利用率都在三分之二以上（是目前小功率空心杯电机瞬时运行磁钢磁力利用率的一倍以上），转矩持续无转矩脉动，转矩高，定位精准。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

技术特征：

1.一种无刷相位渐变式空心杯电机，包括双层杯环定子（1），其特征在于：所述双层杯环定子（1）的底部固定安装有前盖轴承座（2），所述双层杯环定子（1）的顶部固定安装有后盖轴承座（3），所述双层杯环定子（1）的内部固定安装有内磁钢（4），所述内磁钢（4）的表面套接有外磁钢（5），所述外磁钢（5）的底部固定安装有转子（6），所述转子（6）的底部贯穿设置有转子轴（7），所述转子轴（7）的下端贯穿前盖轴承座（2）并延伸至前盖轴承座（2）的外部，所述双层杯环定子（1）内腔的上方且位于转子轴（7）上端的表面套接有码盘（8）。

2.根据权利要求1所述的一种无刷相位渐变式空心杯电机，其特征在于：所述定子（1）内层腔壁设置有内驱动绕组（9），外层腔壁设置有外驱动绕组（10），形成薄壁u型空腔，所述转子（6）杯内壁镶有内磁钢（4）转子杯外壁镶有外磁钢（5），所述转子（6）套进定子（1）u型内腔配合时保证彼此间有一定的间隙。

3.根据权利要求1所述的一种无刷相位渐变式空心杯电机，其特征在于：所述前盖轴承座（2）的内部和后盖轴承座（3）的内部均嵌设有轴承（11），所述转子轴（7）的下端贯穿底部的轴承（11）并延伸至外部。

4.根据权利要求1所述的一种无刷相位渐变式空心杯电机，其特征在于：所述前盖轴承座（2）与后盖轴承座（3）的表面边缘处均开设有安装孔，且前盖轴承座（2）和后盖轴承座（3）与双层杯环定子（1）之间通过螺栓进行连接。

技术总结
本发明公开了一种无刷相位渐变式空心杯电机，包括双层杯环定子，所述双层杯环定子的底部固定安装有前盖轴承座，所述双层杯环定子的顶部固定安装有后盖轴承座，所述双层杯环定子的内部两侧固定安装有电驱线圈，所述转子杯环的外表面和内表面套接有外磁钢和内磁钢，磁钢的底部固定安装有转子转盘，转子转盘的底部贯穿设置有转子轴，转子轴的下端贯穿前盖轴承座并延伸至前盖轴承座的外部。本发明电机性能优越，且使用时功率大扭矩高，提高了空心杯电机在电机功率和扭矩要求较高范围的领域内使用，且电机运行时磁钢的磁力利用率都在三分之二以上（是目前小功率空心杯电机瞬时运行磁钢磁力利用率的一倍以上），转矩持续无转矩脉动，转矩高，定位精准。

技术研发人员：黄坚钊
受保护的技术使用者：黄坚钊
技术研发日：2019.12.31
技术公布日：2021.07.23