小，气隙磁密高，永磁体的利用率更高，并提高了电机的转矩密度。
[0029]如图1和图2所示，本实施例中，电机采用多对极少槽的磁路结构。每极每相槽数q = Z/(Zp*m)，其中，q为每极每相槽数，Z为定子的绕线槽总数，Zp为磁极个数，m为相数。每极每相槽数q〈l。使电机的漏磁系数小，气隙磁密高，永磁体的利用率更高，并提高了电机的转矩密度。
[0030]如图1和图2所示，本实施例中，转子2的磁极极弧系数为0.6-0.85，以提高电机的气隙磁密、南极永磁体201和北极永磁体202的利用率以及电机的转矩密度。转子2的磁极极弧系数采用0.6-0.85以外的值，不仅不能够提高电机的各个性能指标，反而会降低电机的各项指标、降低整体工作效率。
[0031]如图1和图2所示，本实施例中，定子I的内壁面上开设有多个沿定子I轴向布置并用于嵌绕电磁线的绕线槽4。相邻两个绕线槽4的相邻槽壁上通过手工或者绕线机均匀的嵌绕有电磁线，形成沿定子I周向排布的多组电磁线圈组。电磁线绕组线圈有规律的嵌在绕线槽4内，紧固可靠，工艺简单，合格率高。可选地，绕线槽4为外窄内宽的窄口槽，以防止电磁线在缠绕过程中滑脱。可选地，绕线槽4的槽口位置设置有向内悬挑的挑边，以防止电磁线在缠绕过程中滑脱。
[0032]如图1和图2所示，本实施例中，定子I的两端面以及定子I的绕线槽4内均设有用于避免电磁线外表面漆膜损伤的绝缘层。
[0033]如图1和图2所示，本实施例中，转子2采用两对极转子、三对极转子或者四对极转子。
[0034]如图1和图2所示，本实施例中，南极永磁体201与北极永磁体202相间排布。两块南极永磁体201相邻成组并与北极永磁体202相间排布。两块北极永磁体202相邻成组并与南极永磁体201相间排布。两块南极永磁体201相邻成组并与同样由两块相邻成组的北极永磁体202相间排布。
[0035]本实施例的舵机，包括上述用于舵机的多对极永磁直流无刷电机。
[0036]实施时，对转子磁钢(永磁体)进行独立或分段充磁，并将磁钢(永磁体)压装在转子芯的燕尾槽里，压装过程中对于转子芯与磁钢(永磁体)之间的接触面进行涂胶处理，装配完毕后进行固化，使得整体的机械强度高。可选地，采用转子芯203与瓦片式永磁体采用整体外套设固定套进行连接。可选地，采用转子芯203与瓦片式永磁体之间通过开设于瓦片式永磁体外表面的定位槽以及设于定位槽内的固定箍进行连接。采用上述的至少一种连接方式，能够降低制作工艺难度，能够提高转子芯203与瓦片式永磁体之间的结构稳定性，装配工艺简单，合格率高，且漏磁系数小，气隙磁密高，永磁体的利用率更高，并提高了电机的转矩密度。制作过程中，定子的绕线槽槽数较多，槽口窄，下线时以免划伤电磁线漆膜，对槽口采取垫绝缘层和降低槽满率的措施。
[0037]选择多对极是提尚航机性能的最佳方案，并具有以下特点:1、大幅度提尚了准确度；2、增大了输出扭矩。但是，传统的微型电机制作工艺中认为采用多对极的制造工艺存在以下问题:1、扭矩不但不能增加，反而还有所下降；2、在高达2万-5万转/分钟转速的条件以及电机内高温环境下，转子的磁钢需要承受很大的离心力，易脱落且易碎。而通过采用本发明的技术，采用各个永磁体(瓦片式永磁体)磁极单体分别制造并装配形成转子，将各个永磁体(瓦片式永磁体)采用燕尾槽与燕尾榫配合连接方式装配于转子芯上，装配过程中对于转子芯203与永磁体(瓦片式永磁体)之间接触面进行涂胶处理，装配完毕后进行固化，使得整体的机械强度高，永磁体(瓦片式永磁体)沿转子芯的轴向均匀排布，从而达到增加扭矩的作用。通过永磁体(瓦片式永磁体)单体固接的方式减少制造工艺造成的结构薄弱点，降低永磁体(瓦片式永磁体)从转子芯脱落以及破碎的几率。可选地，在永磁体(瓦片式永磁体)外周加套的方法，能够降低制作工艺难度，能够提高转子芯203与瓦片式永磁体之间的结构稳定性，提高转子的结构强度。可选地，永磁体(瓦片式永磁体)与转子芯之间采用胶粘的方式进行连接，连接方便可靠，装配完毕后只需进行固化和削除多余的胶，即可完成装配。通过上述装配方式中的至少一种，即达到降低制作工艺难度、增加扭矩、转子运转稳定性好、转子适应能力强、永磁体不易脱落不易碎的目的。
[0038]而采用多对极少槽的磁路结构，以及采用独立或分段充磁，将转子的磁极磁弧系数控制在0.6-0.85之间，从而达到漏磁系数小、气隙磁密高、永磁体利用率高的效果，并提高电机的转矩密度。
[0039]以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种用于舵机的多对极永磁直流无刷电机， 包括固定于电机壳体内的定子(I)、设于所述定子(I)内的转子(2)以及沿所述转子(2)周向布设并用于感应所述转子(2)旋转过程中磁极变换而发出信号的传感器(3)， 其特征在于， 所述转子(2)包括转子芯(203)以及多块用于提高舵机磁感应密度以提高舵机旋转控制精度的瓦片式永磁体， 多块所述瓦片式永磁体沿所述转子(2)的周向等距离排布并固接于所述转子芯(203)上， 所述瓦片式永磁体的外形均相同， 所述瓦片式永磁体为南极永磁体(201)或北极永磁体(202)， 一个所述南极永磁体(201)和一个所述北极永磁体(202)构成一对磁极， 所述转子(2)包含有至少两对磁极。
2.根据权利要求1所述的用于舵机的多对极永磁直流无刷电机，其特征在于， 所述转子芯(203)与所述瓦片式永磁体之间采用燕尾槽和燕尾榫配合连接，燕尾槽沿所述转子芯(203)的轴向布设；和/或 所述转子芯(203)与所述瓦片式永磁体之间采用胶粘连接；和/或所述转子芯(203)与所述瓦片式永磁体采用整体外套设固定套进行连接；和/或所述转子芯(203)与所述瓦片式永磁体之间通过开设于所述瓦片式永磁体外表面的定位槽以及设于定位槽内的固定箍进行连接。
3.根据权利要求2所述的用于舵机的多对极永磁直流无刷电机，其特征在于， 每一个所述南极永磁体(201)和/或每一个所述北极永磁体(202)均为单独装配至所述转子芯(203)上的独立装配式永磁体。
4.根据权利要求1所述的用于舵机的多对极永磁直流无刷电机，其特征在于， 电机采用多对极少槽的磁路结构， 每极每相槽数q = Z/ (Zp*m)， 其中，q为每极每相槽数，Z为定子的绕线槽总数，Zp为磁极个数，m为相数； 每极每相槽数q〈l。
5.根据权利要求1所述的用于舵机的多对极永磁直流无刷电机，其特征在于， 所述转子(2)的磁极极弧系数为0.6-0.85，以提高电机的气隙磁密、所述南极永磁体(201)和所述北极永磁体(202)的利用率以及电机的转矩密度。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的用于舵机的多对极永磁直流无刷电机，其特征在于， 所述定子(I)的内壁面上开设有多个沿所述定子(I)轴向布置并用于嵌绕电磁线的绕线槽⑷， 相邻两个所述绕线槽(4)的相邻槽壁上通过手工或者绕线机均匀的嵌绕有电磁线，形成沿所述定子(I)周向排布的多组电磁线圈组。
7.根据权利要求6所述的用于舵机的多对极永磁直流无刷电机，其特征在于， 所述定子(I)的两端面以及所述定子(I)的所述绕线槽(4)内均设有用于避免电磁线外表面漆膜损伤的绝缘层。
8.根据权利要求1至5中任一项所述的用于舵机的多对极永磁直流无刷电机，其特征在于， 所述转子(2)采用两对极转子、三对极转子或者四对极转子。
9.根据权利要求1至5中任一项所述的用于舵机的多对极永磁直流无刷电机，其特征在于， 所述南极永磁体(201)与所述北极永磁体(202)相间排布；或者 两块所述南极永磁体(201)相邻成组并与所述北极永磁体(202)相间排布；或者 两块所述北极永磁体(202)相邻成组并与所述南极永磁体(201)相间排布；或者 两块所述南极永磁体(201)相邻成组并与同样由两块相邻成组的所述北极永磁体(202)相间排布。
10.一种舵机，其特征在于，包括权利要求1至10中任一项所述的用于舵机的多对极永磁直流无刷电机。
【专利摘要】本发明公开了一种用于舵机的多对极永磁直流无刷电机及舵机。用于舵机的多对极永磁直流无刷电机，包括固定于电机壳体内的定子、设于定子内的转子以及沿转子周向布设并用于感应转子旋转过程中磁极变换而发出信号的传感器，转子包括多块用于提高舵机磁感应密度以提高舵机旋转控制精度的瓦片式永磁体，多块瓦片式永磁体沿转子的周向等距离排布并固接于转子的转子芯上，瓦片式永磁体的外形均相同，瓦片式永磁体为南极永磁体或北极永磁体，一个南极永磁体和一个北极永磁体构成一对磁极，转子包含有至少两对磁极。瓦片式永磁体可装配后沿转子周向一次性充磁，也可分别充磁后再进行装配，装配工艺简单，漏磁系数小，气隙磁密高，永磁体的利用率更高。
【IPC分类】H02K21-02, H02K21-14, H02K1-16, H02K1-28, H02K1-27
【公开号】CN104795954
【申请号】CN201510226444
【发明人】刘国生, 刘心念, 毛建瓴
【申请人】长沙美福沛林电子科技有限公司
【公开日】2015年7月22日
【申请日】2015年5月6日