专利名称：一种磁导可控车铣复合主轴永磁同步力矩电机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种磁导可控宽调速永磁同步力矩电机，具体是车铣复合主轴永磁同步力矩电机。
背景技术：
目前，直接驱动永磁力矩电机主要局限于加工中心的转台，未来的加工中心希望集车、铣、磨、激光加工等为一体。由永磁力矩电机直接驱动的工作台，不仅用来分度和定位，而且也可用来作为主轴进行车削加工。在车加工时要求大功率高速运转，回转速度要求每分钟数千转；铣加工时又要求大扭矩低速强力铣削、高加速度，转矩达到上千牛米，回转速度每分钟几十转，甚至更低。永磁同步电动机的励磁磁场是由永磁体提供的，在逆变器功率一定的条件下，要想实现高转矩密度，必须保证较高的气隙磁场强度，但如果采用弱磁方式大范围的提高电机的转速就不可能了，因为受到逆变器功率的限制。因此常规结构永磁力矩电机很难同时实现宽调速范围和大转矩。
发明内容本实用新型提供一种大转矩、宽调速范围的车铣复合主轴永磁同步力矩电机，通过改变转子上的导磁桥的磁导来改变气隙磁场，从而实现大转矩和宽调速范围。为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案一种磁导可控车铣复合主轴永磁同步力矩电机，包括定子铁芯内侧安装转子铁芯，在转子铁芯与定子铁芯之间贴装永磁体；位于转子铁芯上的定子槽中放置三相绕组，其特征在于导磁桥上安装磁导可控线圈后嵌入转子铁芯中，或者在转子铁芯的冲片上直接生成导磁桥，然后在导磁桥上缠绕磁导可控线圈。定子铁芯1由矽钢片叠压而成。转子铁芯3由矽钢片叠压而成。导磁桥为条形。转子铁芯采用面装式或插入式结构。通过控制磁导可控线圈电流来控制转子铁芯磁导，进而控制气隙磁场，实现宽范围调速。本实用新型的具体优点如下1)提供给磁导可控线圈的功率非常小，非常小的功率就能较大的改变转子上导磁桥的磁导，进而改变气隙磁场，控制简单，调速范围很宽。2)改变磁导可控线圈的电流方向可以增磁和去磁，进而改变气隙磁场，调整转矩和转速。
图1是本实用新型的结构示意图；[0017]图2是图1的局部结构放大示意图；图3转子铁芯冲片图；图4是磁导可控线圈不供电时主磁场磁力线示意图；图5是磁导可控线圈供电时磁力线示意图；附图标记说明1.定子铁芯、2.永磁体、3.转子铁芯、4.三相绕组、5.励磁磁势在电机内产生的主磁通路线、6.转子铁芯内外边缘6、7.条形导磁桥一、8.条形导磁桥二、9.转子铁芯外边缘、10.定子槽具体实施方式
本实用新型磁导可控车铣复合主轴永磁同步力矩电机，可以灵活的设计电机的铁芯长度、气隙直径、极数和槽数，通过控制磁导可控线圈电流来控制转子磁导，进而控制气隙磁场，实现宽范围调速。下面以20极、M槽永磁同步电动机为例，对其进行详细说明。如图1、2所示，定子铁芯1内侧安装转子铁芯3，在转子铁芯3与定子铁芯1之间贴装永磁体2 ；定子铁芯1和转子铁芯3均由矽钢片叠压而成；转子铁芯3采用面装式或插入式结构。位于转子铁芯3上的定子槽9中放置三相绕组4。转子铁芯3的冲片图如图3。 本实施例采用将条形导磁桥一 7和条形导磁桥二 8上安装磁导可控线圈后嵌入转子铁芯3 中的安装结构，在实际应用中也可以将转子铁芯3的冲片上直接生成条形导磁桥一 7和条形导磁桥二 8，然后在条形导磁桥一 7和条形导磁桥二 8上分别缠绕磁导可控线圈。当条形导磁桥一 7和条形导磁桥二 8中的磁导可控线圈通有某一方向的电流时， 不考虑永磁体2，励磁磁势在电机内产生的主磁通路线如图2中细实线5所示，经过条形导磁桥一 7、条形导磁桥二 8和转子铁芯3后形成闭合回路，磁通大小随励磁电流变化而变化，当励磁电流反向，则磁通方向也将相反。当磁导可控线圈不通电时，永磁体2的N极产生的主磁通路线经过定子齿回到相邻的永磁体2的S极和N极，然后分别通过转子铁芯3的内边缘6和外边缘9，以及条形导磁桥一 7和条形导磁桥二 8，最后回到永磁体2的S极，此时气隙磁场最大，为Bmax。当需要提高电机转速时，控制磁导可控线圈的电流大小，就改变了永磁体2发出的经过条形导磁桥一 7和条形导磁桥二 8作为导磁路径的磁通。在极限状况下，如图5所示，永磁体2发出的磁通不经过条形导磁桥一 7和条形导磁桥二 8，此时，气隙磁场可以调整到约Bmax/4。如果辅以弱磁调速策略，增加负的Id轴电流，还可以进一步提高转速。本实用新型所述技术方案直轴电感可控，有利于传统弱磁调速理论在这类电机上的应用。
权利要求1.一种磁导可控车铣复合主轴永磁同步力矩电机，包括定子铁芯内侧安装转子铁芯， 在转子铁芯与定子铁芯之间贴装永磁体；位于转子铁芯上的定子槽中放置三相绕组，其特征在于导磁桥上安装磁导可控线圈后嵌入转子铁芯中，或者在转子铁芯的冲片上直接生成导磁桥，然后在导磁桥上缠绕磁导可控线圈。
2.根据权利要求1所述一种磁导可控车铣复合主轴永磁同步力矩电机，其特征在于 定子铁芯(1)由矽钢片叠压而成。
3.根据权利要求1所述一种磁导可控车铣复合主轴永磁同步力矩电机，其特征在于 转子铁芯(3)由矽钢片叠压而成。
4.根据权利要求1所述一种磁导可控车铣复合主轴永磁同步力矩电机，其特征在于 导磁桥为条形。
5.根据权利要求1所述一种磁导可控车铣复合主轴永磁同步力矩电机，其特征在于 转子铁芯采用面装式或插入式结构。
6.根据权利要求1所述一种磁导可控车铣复合主轴永磁同步力矩电机，其特征在于 通过控制磁导可控线圈电流来控制转子铁芯磁导，进而控制气隙磁场，实现宽范围调速。
专利摘要一种磁导可控车铣复合主轴永磁同步力矩电机，包括定子铁芯内侧安装转子铁芯，在转子铁芯与定子铁芯之间贴装永磁体；位于转子铁芯上的定子槽中放置三相绕组，其特征在于导磁桥上安装磁导可控线圈后嵌入转子铁芯中，或者在转子铁芯的冲片上直接生成导磁桥，然后在导磁桥上缠绕磁导可控线圈。本实用新型的优点为提供给磁导可控线圈的功率非常小，非常小的功率就能较大的改变转子上导磁桥的磁导，进而改变气隙磁场，控制简单，调速范围很宽；改变磁导可控线圈的电流方向可以增磁和去磁，进而改变气隙磁场，调整转矩和转速。
文档编号H02K1/22GK202034876SQ20112010649
公开日2011年11月9日 申请日期2011年4月13日 优先权日2011年4月13日
发明者夏加宽, 彭兵, 王成元 申请人:沈阳工业大学