专利名称：带有永磁式定位器的电动机驱动系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种带有永磁式定位器的电动机驱动系统，属于电动机驱动系统技术领域。
背景技术：
由于电机存在一定的转动惯量，导致电机很难实现快速停车。对于泵电机而言，停车时转速逐渐降低，降为零后转子还会发生反转现象，导致抽取的液体回流，对设备造成损害。目前，电机定位通常是由机械式定位器实现的，其工作原理是，在电机停车的过程中，棘爪在外力作用下卡入定位槽中，电机转子被固定在了特定的位置，实现了电机转子的定位。传统的电机定位也可采用电磁制动的方式来实现，即在电枢绕组上加反电势，电枢电流将变成负值，产生制动性质的电磁转矩，迫使电机快速停车，当转速接近零时，必须及时断开电源，否则电机转子将发生反转。机械式定位器结构较复杂，运动部件较多，对其制造和装配精度要求较高，成本高，使用和维护工作复杂，也影响整个系统的传动刚度，机械传动的磨损和噪音也是该技术急需解决的问题。电磁制动的方式即在电枢绕组上加反电势，电枢电流变成负值，电流方向的改变将对线圈产生强烈的碰撞，对电机本身伤害很大，降低了电机的使用寿命，同时激起强烈的电磁干扰，在电机停车过程中，如果不能及时断开电源，电机转子将反转，即使及时断开了电源也不能控制电机转子停转的位置。
发明内容
本发明的目的是为了解决在电机停车过程中电机转子易发生反转的问题，进而提供一种带有永磁式定位器的电动机驱动系统。本发明的目的是通过以下技术方案实现的
一种带有永磁式定位器的电动机驱动系统，包括电动机和永磁式定位器，所述电动机的转子和永磁式定位器的转子同轴连接。所述永磁式定位器是同心轴式永磁磁力耦合器或者是单边永磁体的磁定位器。本发明的有益效果本发明将同心轴式永磁磁力耦合器作为定位器使用，根据永磁体异性相吸的原理实现电动机转子的定位，实验表明同心轴式永磁磁力稱合器完全能够作为定位器使用。本发明电动机和单边永磁体的磁定位器的转子同轴连接，单边永磁体的磁定位器根据磁力线总是沿着磁阻最小的磁路闭合的原理实现电动机转子的定位。实验表明本发明能够正常稳定地工作，具备加快电机停车、防止电机转子反转的功能，尤其适用于电动机作为泵电机使用的场合。
图I是本发明同心轴式永磁磁力耦合器和电动机的连接结构示意图；图2是本发明单边永磁体的磁定位器和电动机的连接结构示意图3、图4、图5和图6是单边永磁体的磁定位器定子铁芯和转子铁芯的截面示意图； 图7为同心轴式永磁磁力耦合器内外转子铁芯的截面示意图，永磁体胶粘于内外转子铁芯上。由图3、图4、图5和图6中可以看出该定位器的永磁体可以固定在定子铁芯内圆上，也可以固定在转子铁芯外圆上；齿结构可以设计成等距齿结构如图4和图5所示，也可以设计成不等距齿结构如图3和图6所示，永磁体可以采用镶嵌的形式固定如图3和图5 所示，也可以采用胶粘的形式固定如图4和图6所示，由图中可以看出镶嵌和胶粘的固定形式对应的永磁体结构不同。
具体实施例方式下面将结合附图对本发明做进一步的详细说明本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式，但本发明的保护范围不限于下述实施例。如图I和图2所示，本实施例所涉及的带有永磁式定位器的电动机驱动系统，包括电动机和永磁式定位器，所述电动机的转子和永磁式定位器的转子同轴连接。所述永磁式定位器是同心轴式永磁磁力耦合器或者是单边永磁体的磁定位器，根据永磁式定位器的不同需求选择使用。本发明中同心轴式永磁磁力耦合器作为定位器使用，所述同心轴式永磁磁力耦合器包括机壳2、外转子3和内转子4,所述机壳2固定于电动机I的机座上，夕卜转子3与机壳 2相连接，内转子4与电动机I的转子同轴连接。如图I所示。针对不同结构的电动机，也可以将同心轴式永磁磁力耦合器的内转子4与机壳2相连，外转子3与电动机I的转子同轴连接。图7给出了同心轴式永磁磁力耦合器内外转子铁芯的截面示意图。内外转子铁芯上均固定有相同极数的永磁体6,各永磁体均径向磁化,按照N、S极性交替排列。所述单边永磁体的磁定位器包括机壳2、定子13和转子14 (该种单边永磁体的磁定位器也可以设计成外转子结构)，机壳2固定在电动机I的机座上，定子13与机壳2相连接，转子14与电动机I的转子同轴连接，其结构如图2所示。如图3和图4所示，所述定子13的定子铁芯5的内圆上胶粘或镶嵌有永磁体6，转子14的转子铁芯8的外圆上开有槽。所述各永磁体6径向磁化,按照N、S极性交替排列的形式沿周向固定在定子铁芯 5的内圆上。所述转子铁芯8的外圆上开有的槽为等距槽或不等距槽。所述永磁体6的极数和转子铁芯8上的槽数为二、四、六、八、十、十二或十六，永磁体的极数和槽数相一致。如图5和图6所示，所述转子铁芯8的外圆上胶粘或镶嵌有永磁体6，定子铁芯5 的内圆上开有槽。所述各永磁体6径向磁化,按照N、S极性交替排列的形式沿周向固定在转子铁芯 8的外圆上。所述定子铁芯5的内圆上开有的槽为等距槽或不等距槽。
所述永磁体6的极数和定子铁芯5上的槽数为二、四、六、八、十、十二或十六,永磁体的极数和槽数相一致。图3、图4、图5和图6给出了单边永磁体的磁定位器的定转子铁芯截面示意图。可以看出该结构存在两种设计方案，方案一定子铁芯5内圆上固定永磁体6，转子铁芯8外圆上开槽，该方案结构如图3和图4所示，方案二转子铁芯8外圆上固定永磁体6，定子铁芯5 内圆上开槽，其结构如图5和图6所示。齿结构7可以选择等距齿结构，见图4和图5中齿结构7，也可选择不等距齿结构，见图3和图6中齿结构7。在图4和图6中永磁体采用胶粘的形式固定，在图3和图5中，永磁体采用镶嵌的形式固定。按照永磁体的固定位置、齿的结构和永磁体的固定方式的不同配合还可以得到除了
中的四种结构之外的另外四种结构，设计时根据实际情况、尺寸要求和具体的工作指标来选择特定的单边永磁体的磁定位器的结构。所述永磁式定位器，实验表明根据实际装置尺寸，存在永磁体的极数和定转子铁芯间的气隙长度的最优配合，此时永磁式定位器输出转矩最大，根据定位力的大小确定永磁体极数；根据工作环境温度、转速等因素确定永磁体的固定方式，镶嵌的固定方式更适合用于高温的场合，永磁体不会因为高温而失效脱落，影响定位器的性能。本发明一种方案所述同心轴式永磁磁力I禹合器，由于磁场感应效应，两个相隔一定距离的永磁体通过相互耦合，实现了力矩的无接触传递，在该方案中，同心轴式永磁磁力耦合器作为定位器使用，其中一个转子与电动机转子同轴连接，另外一个转子与静止部件相连。在电机停车过程中，同心轴式永磁磁力耦合器的内外转子之间输出的转矩将阻碍电机转子的旋转，加快了电机的停车，根据永磁体极性相异相吸原理，电机转子将跟随同心轴式永磁磁力耦合器停止在一个稳定位置，即内外转子铁芯上永磁体相异磁极对齐的位置， 此时同心轴式永磁磁力稱合器完全具备了定位器的功能。另一方案所述的单边永磁体的磁定位器存在两种结构，即定子铁芯内圆上固定永磁体、转子铁芯外圆上开槽，或定子铁芯内圆上开槽，转子铁芯外圆上固定永磁体，槽数和永磁体数保持相等。由于磁力线总是沿着磁阻最小的磁路闭合，旋转的单边永磁体的磁定位器最终总是停止在永磁体磁极和齿相对的位置，又因为单边永磁体的磁定位器与电动机转子同轴连接，进而实现了电机转子的定位， 同样单边永磁体的磁定位器输出的转矩对电机旋转产生阻碍作用加快了电机的停车。利用同心轴式永磁磁力稱合器作为的定位器和单边永磁体的磁定位器统称为永磁式定位器，实验表明带有永磁式定位器的电动机驱动系统能够正常稳定地工作，完全能够达到工作指标的要求。本发明结构简单、可靠性高，同时具备加快电机停车、防止电机转子反转的功能，克服了现有技术的不足。以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式
，这些具体实施方式
都是基于本发明整体构思下的不同实现方式，而且本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。
权利要求
1.一种带有永磁式定位器的电动机驱动系统，其特征在于，包括电动机和永磁式定位器，所述电动机的转子和永磁式定位器的转子同轴连接。
2.根据权利要求I所述的带有永磁式定位器的电动机驱动系统，其特征在于，所述永磁式定位器是同心轴式永磁磁力耦合器或者是单边永磁体的磁定位器。
3.根据权利要求2所述的带有永磁式定位器的电动机驱动系统，其特征在于，所述同心轴式永磁磁力稱合器包括机壳、夕卜转子和内转子,所述机壳固定于电动机的机座上，外转子与机壳相连接，内转子与电动机的转子同轴连接。
4.根据权利要求2所述的带有永磁式定位器的电动机驱动系统，其特征在于，所述单边永磁体的磁定位器包括机壳、定子和转子，所述机壳固定在电动机的机座上，定子与机壳相连接，转子与电动机的转子同轴连接。
5.根据权利要求4所述的带有永磁式定位器的电动机驱动系统，其特征在于，所述定子铁芯内圆上胶粘或镶嵌有永磁体，转子铁芯外圆上开有槽。
6.根据权利要求5所述的带有永磁式定位器的电动机驱动系统，其特征在于，所述各永磁体径向磁化，按照N、S极性交替排列的形式沿周向固定在定子铁芯的内圆上。
7.根据权利要求6所述的带有永磁式定位器的电动机驱动系统，其特征在于，所述转子铁芯的外圆上开有的槽为等距槽或不等距槽。
8.根据权利要求7所述的带有永磁式定位器的电动机驱动系统，其特征在于，所述永磁体的极数和转子铁芯上的槽数为二、四、六、八、十、十二或十六，永磁体的极数和槽数相 —致。
9.根据权利要求4所述的带有永磁式定位器的电动机驱动系统，其特征在于，所述转子铁芯的外圆上胶粘或镶嵌有永磁体，定子铁芯的内圆上开有槽。
10.根据权利要求9所述的带有永磁式定位器的电动机驱动系统，其特征在于，所述各永磁体径向磁化，按照N、S极性交替排列的形式沿周向固定在转子铁芯的外圆上。
全文摘要
本发明提供了一种带有永磁式定位器的电动机驱动系统，包括电动机和永磁式定位器，所述电动机的转子和永磁式定位器的转子同轴连接。所述永磁式定位器是同心轴式永磁磁力耦合器或者是单边永磁体的磁定位器。本发明将同心轴式永磁磁力耦合器作为定位器使用，根据永磁体异性相吸的原理实现电动机转子的定位，实验表明同心轴式永磁磁力耦合器完全能够作为定位器使用。本发明电动机的转子和单边永磁体的磁定位器的转子同轴连接，单边永磁体的磁定位器根据磁力线总是沿着磁阻最小的磁路闭合的原理实现电动机转子的定位。实验表明本发明能够正常稳定地工作，具备加快电机停车、防止电机转子反转的功能，尤其适用于电动机作为泵电机使用的场合。
文档编号H02K49/10GK102611251SQ201210066868
公开日2012年7月25日 申请日期2012年3月14日 优先权日2012年3月14日
发明者刘承军, 吴倩, 尚静, 徐永向, 李勇, 江善林, 王宝超, 王骞, 胡建辉, 邹继斌, 邹继明 申请人:哈尔滨工业大学