专利名称：永磁同步宽调速主轴电机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电动机，具体涉及一种永磁同步宽调速主轴电机。
背景技术：
对于数控机床主轴驱动电机，或称主轴电机，目前大多采用异步电动机变频驱动 方式，电机额定转速为1500rpm左右，最高转速为8000rpm左右，采用强制风冷结构。这种 电机的优点是价格较低、调速范围较宽，所存在的问题是低速转矩不足、控制精度较差以及 体积较大。 作为数控机床坐标轴驱动电机，或称伺服电机，目前大多采用永磁同步电机。电机 额定转速为3000rpm，最高转速为6000rpm，采用自然风冷结构。这种电机的优点是低速控制 精度高、输出转矩大、体积小，所存在的问题是调速范围窄，长期连续工作时电机发热严重。 作为数控机床内置或后置式主轴驱动电机，或称电主轴，通常采用的驱动方式有 异步电动机变频驱动和永磁同步电机驱动两种。电机额定转速为6000rpm左右，最高转速 为20000rpm以上， 一般采用强制水冷结构。电机的优点是调速范围宽、低速转矩大，所存在 问题是异步电机体积太大，永磁同步电机价格昂贵。
实用新型内容本实用新型的目的在于针对上述现有技术的不足，提供一种具有优化的磁路结 构、较宽的调速范围和较低制造成本的永磁同步宽调速主轴电机。
为实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是一种永磁同步宽调速主轴电 机，包括设置有冷却风道的壳体和分别设置在壳体两端的前法兰与后法兰，前法兰和后法 兰分别通过轴承与主轴连接，壳体的内壁上设置有定子，主轴的后端设置有编码器，其特征 在于所述主轴上轴向并列设置有多个转子模块，多个转子模块之间设置有间隔环。
本实用新型与现有技术相比具有以下优点 本实用新型具有磁路结构简单、合理，易于弱磁扩速，便于生产制造等特点，在发 挥永磁同步电机低速大转矩等特点的同时，利用磁场强度与体积之间的合理妥协与优化， 充分扩大永磁同步电机的恒功率调速范围，使恒功率调速范围大于l : 4，从而使低速大转 矩和恒功率宽调速在同 一永磁同步电机上同时得以实现。
图1为本实用新型的结构示意图。 图2为本实用新型转子模块的组装图。 图3为本实用新型转子模块的立体图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型做详细说明。[0013] 如图1所示，本实用新型包括设置有冷却风道的壳体1和分别设置在壳体1两端 的前法兰2与后法兰3，前法兰2和后法兰3分别通过轴承7与主轴5连接，壳体1的内壁 上设置有定子4，主轴5的后端设置有编码器13，所述主轴5上轴向并列设置有多个转子模 块6，转子模块6与所述定子4之间的气隙长度为同功率永磁同步电机气隙长度的1. 5 3 倍；多个转子模块6之间设置有间隔环12。 如图2和图3所示，所述转子模块6包括通过孔8与主轴5相连接的转子铁芯9， 转子铁芯9由矽钢片构成，在转子铁芯9的外圆上通过厌氧胶沿圆周粘贴有多个永磁块10， 在转子铁芯9和永磁块10的两端各套装有一个中心设有通孔、圆盖状的不锈钢扣套11 ;所 述永磁块10由钐钴磁钢制成。 本实用新型主轴电机的转子采用转子模块式结构，在不改变转子径向尺寸的情况 下，只需通过轴向增加模块数量，即可提高电机输出转矩和功率等级。 组成转子模块6的永磁块10采用钐钴磁钢制成。由该种材料制成的永磁块10能 够降低气隙磁场强度，减少控制器的弱磁深度，使电机扩速时对驱动器的控制强度降低。 转子模块6与定子4之间采用同功率永磁同步电机1. 5 3倍的气隙长度，加大 气隙长度，能够有效减弱永磁磁阻，提升电机最高转速。 转子模块6采用不锈钢扣套11加固，将两个不锈钢扣套11从转子铁芯9的两端 相对地将永磁块10与转子铁芯9紧扣在一起，从而在不影响磁场分布和转子转动惯量的前 提下，在确保电机在高速旋转的状况下，加强了转子模块6的机械强度。 间隔环12设置在多个转子模块6之间，用于保证转子模块6装配的平行度。
权利要求一种永磁同步宽调速主轴电机，包括设置有冷却风道的壳体(1)和分别设置在壳体(1)两端的前法兰(2)与后法兰(3)，前法兰(2)和后法兰(3)分别通过轴承(7)与主轴(5)连接，壳体(1)的内壁上设置有定子(4)，主轴(5)的后端设置有编码器(13)，其特征在于所述主轴(5)上轴向并列设置有多个转子模块(6)，多个转子模块(6)之间设置有间隔环(12)。
2. 根据权利要求1所述的永磁同步宽调速主轴电机，其特征在于所述转子模块(6) 与所述定子(4)之间的气隙长度为同功率永磁同步电机气隙长度的1. 5 3倍。
3. 根据权利要求1或2所述的永磁同步宽调速主轴电机，其特征在于所述转子模块(6) 包括通过孔(8)与主轴(5)相连接的转子铁芯(9)，转子铁芯(9)的外圆上沿圆周设置 有多个永磁块(IO)，在转子铁芯(9)和永磁块(10)的两端各套装有一个中心设有通孔、圆 盖状的不锈钢扣套(11)。
4. 根据权利要求3所述的永磁同步宽调速主轴电机，其特征在于所述永磁块(10)通 过粘接剂与转子铁芯(9)固定连接。
5. 根据权利要求3所述的永磁同步宽调速主轴电机，其特征在于所述永磁块(10)由 钐钴磁钢制成。
专利摘要本实用新型公开了一种永磁同步宽调速主轴电机，包括设置有冷却风道的壳体和分别设置在壳体两端的前法兰与后法兰，前法兰和后法兰分别通过轴承与主轴连接，壳体的内壁上设置有定子，主轴的后端设置有编码器。所述主轴上轴向并列设置有多个转子模块，多个转子模块之间设置有间隔环。本实用新型具有磁路结构简单、合理，易于弱磁扩速，便于生产制造等特点，在发挥永磁同步电机低速大转矩等特点的同时，利用磁场强度与体积之间的合理妥协与优化，充分扩大永磁同步电机的恒功率调速范围，从而使低速大转矩和恒功率宽调速在同一永磁同步电机上同时得以实现。
文档编号H02K1/22GK201450375SQ200920034199
公开日2010年5月5日 申请日期2009年8月12日 优先权日2009年8月12日
发明者尚立库 申请人:西安合升动力科技有限公司