一种伺服电机的转子结构的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及永磁交流伺服电机技术领域，尤其涉及一种伺服电机的转子结构，包括一转轴和若干磁环单元，所述若干磁环单元分别按一轴向旋转角度套装在所述转轴外侧以形成本实用新型的转子结构的磁环。本实用新型的转子结构采用分段磁环弥补了单个磁环加工工艺长度限制的缺陷，方便设计出长型电机；同时采用极异方性烧结钕铁硼磁环，降低了装配过程的不良率，装配时利用旋转特定的角度来达到斜槽的效果。
【专利说明】
一种伺服电机的转子结构
技术领域
[0001]本实用新型涉及永磁交流伺服电机技术领域，尤其涉及一种伺服电机的转子结构。
【背景技术】
[0002]近年来工业缝纫机的驱动越来越多地采用永磁伺服电机进行驱动控制，交流伺服电机以其控制精度高、矩频特性好以及加速性能好等优点被广泛应用于一些控制精度要求比较高的场合。随着工业自动化程度的不断提高，对伺服电机的过载能力以及体积有了新的要求。
[0003]目前，微型伺服电机的转子多采用辐射环磁钢，但磁钢长度有限制，且辐射环磁环的表面磁通密度不够高。后来随着极异方性烧结钕铁硼多极磁环工艺的国产化，开始使用极异方性多极磁环替代辐射环多极磁环。但是极异方性磁环由于工艺限制，如磁极要做成斜极角，充磁不良率太高，增加了制造成本。
【实用新型内容】
[0004]鉴于上述问题，本实用新型提供一种转子结构，应用于永磁交流伺服电机，来解决传统的极异方性烧结钕铁硼斜极充磁难度大、制造成本高的问题。
[0005]本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为:
[0006]提供一种伺服电机的转子结构，包括一转轴和一磁环，其特征在于，
[0007]所述磁环包含若干个磁环单元，且所述若干个磁环单元分别按一轴向旋转角度套装在所述转轴外侧，以形成所述转子结构的所述磁环。
[0008]优选的，上述的转子结构中，所述若干个磁环单元中每个磁环单元包含数量相同的磁极对数；以及
[0009]沿所述转轴的轴心方向，任一所述磁环单元包含的磁极与其它所述磁环单元包含的磁极对齐。
[0010]优选的，上述的转子结构中，所述轴向旋转角度为:
[0011]Θ = 360°/(C*N);
[0012]其中，Θ为所述轴向旋转角度，C为磁极数与磁极槽数的最小公倍数，N为所述若干个磁环单元的个数。
[0013]优选的，上述的转子结构中，所述磁极数为每个所述磁环单元包含的磁极对数，所述磁极槽数为所述伺服电机的定子槽数。
[0014]优选的，上述的转子结构中，每个所述磁环单元包含的磁极对数的范围为2?24对。
[0015]优选的，上述的转子结构中，所有所述磁极均呈径向取向。
[0016]优选的，上述的转子结构中，所述磁环的材质为烧结钕铁硼。
[0017]优选的，上述的转子结构还包括铁芯，所述转轴穿过铁芯并与铁芯紧固在一起，且所述若干个磁环单元套装在所述铁芯外侧。
[0018]优选的，上述的转子结构中，所述磁环与所述转轴之间填充有粘接剂。
[0019]优选的，上述的转子结构中，所述磁环包含第一磁环单元、第二磁环单元以及第三磁环单元；
[0020]其中，所述第二磁环单元套装在按所述轴向旋转角度进行第一次旋转的套装有所述第一磁环单元的所述转轴上，所述第三磁环单元套装在按所述轴向旋转角度进行第二次同向旋转的套装有所述第二磁环单元和所述第一磁环单元的所述转轴上;所述第一磁环单元、第二磁环单元以及第三磁环单元连接形成所述转子结构的所述磁环。
[0021]上述技术方案具有如下优点或有益效果:本实用新型提供的伺服电机的分段多极磁环转子结构，解决了极异方性烧结钕铁硼斜极充磁难度大、制造成本高的问题，用此方法，磁环可简化成直充磁，且单个磁环长度可为原有长度的1/3，弥补了单个磁环加工工艺长度限制的缺陷，方便设计出长型电机。同时降低了装配过程的不良率，装配时利用旋转特定的角度来达到斜槽的效果。磁环与转轴紧密配合连接且两者之间通过粘接剂粘接。该极异方性烧结钕铁硼多极磁环转子结构提升了磁环制造过程中的良品率，从而降低稀土材料的浪费，根本上也降低了成本。
【附图说明】
[0022]通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型及其特征、外形和优点将会变得更加明显。在全部附图中相同的标记指示相同的部分。并未可以按照比例绘制附图，重点在于示出本实用新型的主旨。
[0023]图1是本实用新型的伺服电机的转子结构示意图；
[0024]图2是本实用新型实施例中磁环的磁极结构示意图。
【具体实施方式】
[0025]下面结合具体实施例对本实用新型的转子结构作详细说明。
[0026]本实用新型的伺服电机的转子机构，利用若干段呈筒状的极异方性烧结钕铁硼多极磁环分别套装在转轴外侧，使得产品装配工艺简单、生产成本低、可靠性高、性能好。且突破了原有电机转子长度的限制，可以设计出长形伺服电机。
[0027]参照图1，本实施例中的转子结构包括转轴I和若干段筒状磁环(本实施例中优选为三段筒状磁环，即磁环2、磁环3和磁环4)。其中，转轴为实心转轴结构，转子结构还包括铁芯，但在实际生产工艺中，通常将铁芯与转轴合为一体，即将铁芯设计为转轴的一部分，用来与磁环紧密装配。转轴和转子铁芯做成一体，可以节省生产步骤。因此在本实用新型中，不再将铁芯单独标示出来讲述。在本实施例中，转轴I上与各磁环接触的一段为转轴I的固定段11，该固定段11长度等于各段磁环高度的和，各段磁环按一定的轴向旋转角度分别套装在固定段11上。
[0028]作为一个优选的实施例，磁环2、磁环3、磁环4采用钕铁硼材料制成，且每个磁环包括一对以上的磁极，例如可以根据设计需求将磁环设计成包含2对至24对磁极，其磁极的结构示意如图2所示。
[0029]参照图2，在本实施例中，以4对极磁极为例对实用新型的磁极结构进行具体说明，本实用新型的磁极呈径向取向，磁环2、3、4整体结构也呈环状，即磁环2、3、4为包括一对以上磁极的筒状的极异方性烧结钕铁硼磁环。
[0030]作为一个优选的实施例，本实施中，磁环2、3、4不用设计斜极角，优化了工艺流程。其中磁环2、3、4与转轴I的装配过程具体为:
[0031]设0sk为360°除以磁极数(也即磁极的个数，例如图2中包含的磁极数即为8)和磁极槽数(即伺服电机的定子槽数，本实用新型侧重于新型的转子结构，因此此处不再对定子展开叙述)的最小公倍数，保证各磁环(磁环2、磁环3、磁环4)的磁极沿转轴I的轴心方向对齐，将磁环2套装入转轴固定段11的外侧后，将转轴I旋转0sk/3的角度后，将磁环3套装入转轴固定段11外侧并与磁环2紧密接触，再将转轴I沿同一方向继续旋转0sk/3的角度后，将磁环4套装入转轴固定段11的外侧并与磁环3接触。
[0032]具体的，例如采用8个磁极和12个磁极槽的电机，先将磁环2、3、4在轴心方向磁极对齐，由于8和12的最小公倍数为24，则Θ sk = 360°/24=15°。磁环2套装入转轴固定段11的外侧，将转轴I旋转5°后，把磁环3套装入转轴固定段11的外侧与磁环2紧密接触，再把转轴I沿同一方向继续旋转5°后，把磁环4套装入转轴固定段11的外侧与磁环3接触，以完成各段磁环的装配。
[0033]作为一个优选的实施例，各段磁环与转轴固定段11的外侧之间填充有粘接剂，来保证机械强度及可靠性，从而无需添加额外的保护装置。
[0034]作为进一步优选实施例，各磁环可以根据不同的设计需求设计不同的磁极对数、磁环厚度和磁环高度等。
[0035]综上所述，本实用新型提供了一种伺服电机的转子结构，其磁环采用极异方性烧结钕铁硼多极磁环，可以根据要求灵活设计长度、厚度，以及磁环的充磁极对数。分段式磁环不用考虑斜极角，克服了单段磁环高度的限制，从而可以设计出特殊场合长形电机。极异方性烧结钕铁硼多极磁环表面磁通密度远高于同尺寸烧结钕铁硼辐射环多极磁环，这充分利用了永磁体的磁性能，从而提高伺服电机的性能且可以缩小电机的体积，让电机符合更多的工况。
[0036]本领域技术人员应该理解，本领域技术人员在结合现有技术以及上述实施例可以实现所述变化例，在此不做赘述。这样的变化例并不影响本实用新型的实质内容，在此不予赘述。
[0037]以上对本实用新型的较佳实施例进行了描述。需要理解的是，本实用新型并不局限于上述特定实施方式，其中未尽详细描述的设备和结构应该理解为用本领域中的普通方式予以实施;任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本实用新型技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例，这并不影响本实用新型的实质内容。因此，凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本实用新型技术方案保护的范围内。
【主权项】
1.一种伺服电机的转子结构，包括一转轴和一磁环，其特征在于， 所述磁环包含若干个磁环单元，且所述若干个磁环单元分别按一轴向旋转角度套装在所述转轴外侧，以形成所述转子结构的所述磁环。2.如权利要求1所述的转子结构，其特征在于，所述若干个磁环单元中每个磁环单元包含数量相同的磁极对数；以及 沿所述转轴的轴心方向，任一所述磁环单元包含的磁极与其它所述磁环单元包含的磁极 对齐。3.如权利要求2所述的转子结构，其特征在于，所述轴向旋转角度为: 9 = 360°/(C*N); 其中，Θ为所述轴向旋转角度，C为磁极数与磁极槽数的最小公倍数，N为所述若干个磁环单元的个数。4.如权利要求3所述的转子结构，其特征在于，所述磁极数为每个所述磁环单元包含的磁极对数，所述磁极槽数为所述伺服电机的定子槽数。5.如权利要求2所述的转子结构，其特征在于，每个所述磁环单元包含的磁极对数的范围为2?24对。6.如权利要求2?5任一项所述的转子结构，其特征在于，所有所述磁极均呈径向取向。7.如权利要求1所述的转子结构，其特征在于，所述磁环的材质为烧结钕铁硼。8.如权利要求1所述的转子结构，其特征在于，还包括铁芯，所述转轴穿过铁芯并与铁芯紧固在一起，且所述若干个磁环单元套装在所述铁芯外侧。9.如权利要求1所述的转子结构，其特征在于，所述磁环与所述转轴之间填充有粘接剂。10.如权利要求1所述的转子结构，其特征在于，所述磁环包含第一磁环单元、第二磁环单元以及第三磁环单元； 其中，所述第二磁环单元套装在按所述轴向旋转角度进行第一次旋转的套装有所述第一磁环单元的所述转轴上，所述第三磁环单元套装在按所述轴向旋转角度进行第二次同向旋转的套装有所述第二磁环单元和所述第一磁环单元的所述转轴上;所述第一磁环单元、第二磁环单元以及第三磁环单元连接形成所述转子结构的所述磁环。
【文档编号】H02K1/27GK205681194SQ201620307857
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年4月13日 公开号201620307857.2, CN 201620307857, CN 205681194 U, CN 205681194U, CN-U-205681194, CN201620307857, CN201620307857.2, CN205681194 U, CN205681194U
【发明人】薛往, 李勇
【申请人】上海信耀电子有限公司