专利名称：一种伺服电机的制作方法
技术领域：
本实用新型公开一种伺服电机，特别是一种思维代步/平衡车用小体积、高力能指标的永磁直流无刷/永磁交流伺服电机。
背景技术：
思维代步/平衡车是近年来出现的一款新型电动车。它通过自身人体的重心调节，进行智能控制，使车体出现前进、后退和转弯等运动方式，保持动态平衡。现在用于该类车上的动力部分主要由车载电池、永磁直流无刷或永磁交流伺服电机及其控制系统和减速器等组成。目前该动力部分的电机体积较大，不利于车体结构布局与安装，影响产品改进和升级换代，从而导致成本上升。导致现有思维代步/平衡车的电机体积较大的主要原因如下:I )现有电机的定子槽数与转子磁钢极数的搭配不佳，出现绕组元件的实际跨距y ^ 2，定子中不同槽的元件在绕组端部重叠，致使定子绕组端部尺寸较大，电机需要较大的绕组端部避空空间，增大了电机体积。
2 )现有电机的气隙大于0.65mm,过分考虑由此设计带来的谐波电势与齿槽效应影响，磁钢性能未能得到充分发挥，需要更大的电机体积满足性能要求。
发明内容针对上述提到的现有技术中的思维代步/平衡车中的电机体积较大的缺点，本实用新型提供一种新的用于思维代步/平衡车用小体积、高力能指标的永磁直流无刷/永磁交流伺服电机，结合工艺，其采用更佳的定子槽数与转子极数搭配出定子绕组元件实际跨距，同时将电机的气隙设计在0.25mm-0.65mm之间，可大大减小电机体积。本实用新型解决其技术问题采用的技术方案是:一种思维代步/平衡车用小体积、高力能指标的永磁直流无刷/永磁交流伺服电机，电机包括相互配合安装的定子和转子，定子槽数与转子磁钢极数搭配成定子绕组元件实际跨距为y=l。本实用新型解决其技术问题采用的技术方案进一步还包括:所述的电机气隙为0.25mm-0.65mm。所述的定子槽数与转子极数搭配为12槽8极、12槽10极、12槽14极、9槽10极或9槽8极。所述的转子的轴上套装有第一轴承和第二轴承，转子通过第一轴承和第二轴承安装在电机端盖外壳上，第一轴承和/或第二轴承轴向位置延伸至转子铁心内部。所述的转子上安装有磁钢，磁钢两端设有外径小于磁钢最大外弧表面外径的台阶，台阶上固定安装有磁钢紧固件。所述的磁钢紧固件横截面可呈“直筒”形，或“环槽”形或“工”字形。本实用新型的有益效果是:本实用新型主要针对当前思维代步/平衡车用永磁直流无刷/永磁交流伺服电机，在设计时，将电机定子槽数和转子磁钢极数作更合理的搭配，让定子绕组元件实际跨距y=l，致使不同槽的元件在绕组端部不会产生重叠，以减小绕组端部尺寸空间；同时将电机的气隙设计在0.25mm-0.65mm之间，提高磁钢的利用率，通过调整电机的电磁负荷，减小电机的体积，使其比现用电机的体积至少减小30%。在结构设计时，将电机轴承的轴向位置延伸至转子铁心中。下面将结合附图和具体实施方式
对本实用新型做进一步说明。
图1为本实用新型中电机气隙结构示意图。图2为本实用新型中电机气隙结构示意图。图3为本实用新型中电机气隙结构示意图。图4为本实用新型中电机气隙结构示意图。图5为本实用新型磁钢紧固件实施例一剖面结构示意图。图6为本实用新型磁钢紧固件实施例二剖面结构示意图。图7为本实用新型磁钢紧固件实施例三剖面结构示意图。图8为本实用新型磁钢紧固件实施例四剖面结构示意图。图9为本实用新型剖面结构示意图。图中，1-定子铁心，2-磁钢紧固件，3-磁钢，4-转子铁心，5-轴，6_第一磁钢护套，7-第二磁钢护套，8-定子，9-转子，10-第一轴承，11-第二轴承。·具体实施方式
本实施例为本实用新型优选实施方式，其他凡其原理和基本结构与本实施例相同或近似的，均在本实用新型保护范围之内。本实用新型定子槽数与转子磁钢极数搭配，同时兼顾电机制造的工艺性，定子绕组元件实际跨距为y=l，本实施例中，可以选择的电机定子槽数与转子磁钢极数的搭配为9槽8极(即定子槽数为9，转子磁钢极数为8，其他的做类似解释)，9槽10极，12槽8极，12槽10极，12槽14极搭配，其中优先使用12槽10极，12槽14极，9槽10极，9槽8极。本实用新型结构适用于永磁直流无刷电机或永磁交流伺服电机中。本实用新型中，电机气隙为0.25mm-0.65mm之间，电机气隙的含义为:a.对于转子磁钢外嵌式与表贴式电机来说，电机的气隙是指定子铁心内径到转子磁钢外弧表面之间的平均距离，而非定子铁心内径到转子表面其它件(磁钢护套或其它磁钢紧固件)表面的距离。b.对于转子磁钢是内嵌式的电机，电机的气隙是指定子铁心内径到转子导磁外弧面之间的平均距离。 请参看附图1和附图3，图1和图3中的电机气隙δ =R1-R2 ；请参看附图2和附图4,图2和图4的电机气隙δ =2* δ min* δ max/(δ min+ δ max)。同时，电机设计时除了电机气隙外，还要兼顾电机各项性能指标和电机制造工艺性，电机结构可采用如下结构:I)转子磁钢采用斜极，与之相适应的定子铁心采用直槽结构，定子铁心可以采取整体式，也可以采取展开式或分体拼装式。2)转子磁钢不做斜极处理，与之相适应的定子铁心采用斜槽结构。3)对于多对极整体辐射环充磁磁钢，磁钢不需要紧固件。4)对于非多对极辐射环的单片充磁磁钢，若电机的气隙空间无安装磁钢紧固件的径向尺寸空间，在电机的气隙空间内不能整体安装加强紧固磁钢的零件，则可以在转子磁钢端部预留或加工出适当宽度空间，形成一段外径小于磁钢外表面外径的台阶弧面，供紧固件安装位置所用，请参看附图5、图6、图7和图8，本实施例中，磁钢3两端设有外径小于磁钢外表面外径的台阶，台阶上固定安装有磁钢紧固件2，用于将磁钢3固定在转子铁心上，本实施例中，磁钢紧固件2为第一磁钢护套6和第二磁钢护套7，分别固定安装在磁钢3两端。本实施例中，磁钢紧固件2横截面可呈“直筒”形，或“环槽”形，或“工”字形，图5和图6中的磁钢紧固件2横截面呈“直筒”形，图5中，磁钢紧固件2延伸至磁钢3外侧，图6中，磁钢紧固件2与磁钢3外侧端面平齐，图7中，磁钢紧固件2横截面呈“环槽”形，包覆在磁钢3上，图8中，磁钢紧固件2横截面呈“工”字形，固定安装在磁钢3外侧端面处。本实用新型中，如果电机气隙采用0.5mm-0.65mm时,紧固件可能整体套在磁钢外面,其结构如图9所示，如果电机气隙小到0.25mm-0.5mm，就有困难了，紧固件需采用如图5至图8中结构。请参看附图9，本实施例中，电机结构主要包括定子8和转子9，其中，转子9内部为轴5，轴5外侧固定设置有转子铁心4，转子铁心4外侧固定设置在磁钢3，定子8固定安装在外壳上，转子9插装在定子8内，使其可以相对转动，本实施例中，轴5上套装有轴承，转子9通过轴承安装在电机外壳的端盖内，本实施例中,轴5 —端安装有第一轴承10,另一端安装有第二 轴承11，第一轴承10和第二轴承11嵌装在电机端盖内，本实施例中，第一轴承10和第二轴承11有部分向内延伸，延伸至转子铁心4内，可以进一步缩小电机的体积。本实用新型主要针对当前思维代步/平衡车用永磁直流无刷/永磁交流伺服电机，在设计时，将电机定子槽数和转子磁钢极数作更合理的搭配，让定子绕组元件实际跨距y=l，致使不同槽的元件在绕组端部不会产生重叠，以减小绕组端部尺寸空间；同时将电机的气隙设计在0.25mm-0.65mm之间，提高磁钢的利用率，通过调整电机的电磁负荷，使其比现用电机的体积至少减小30%。为了更进一步减小电机的体积，在结构设计时，将电机轴承的轴向位置延伸至转子铁心中。
权利要求1.一种伺服电机，其特征是:所述的电机包括相互配合安装的定子和转子，定子槽数与转子磁钢极数搭配成定子绕组元件实际跨距为y=l。
2.根据权利要求1所述的伺服电机，其特征是:所述的定子槽数与转子极数搭配为12槽8极、12槽10极、12槽14极、9槽10极或9槽8极。
3.根据权利要求1所述的伺服电机，其特征是:所述的电机气隙为0.25mm-0.65mm。
4.根据权利要求1或2或3所述的伺服电机，其特征是:所述的磁钢固定安装在转子铁心上，转子轴上套装有第一轴承和第二轴承，转子通过第一轴承和第二轴承安装在电机端盖上，第一轴承或第二轴承的轴向位置延伸至转子铁心内部。
5.根据权利要求1或2或3所述的伺服电机，其特征是:所述的磁钢固定安装在转子铁心上，转子轴上套装有第一轴承和第二轴承，转子通过第一轴承和第二轴承安装在电机端盖上，第一轴承和第二轴承的轴向位置延伸至转子铁心内部。
6.根据权利要求1或2或3所述的伺服电机，其特征是:所述的转子上安装有磁钢，磁钢两端可设有外径小于磁钢最大外弧表面外径的台阶，台阶上固定安装有磁钢紧固件。
7.根据权利要求6所述的伺服电机，其特征是:所述的磁钢紧固件横截面可呈“直筒”形，或“环槽”形或“工”字 形。
专利摘要一种伺服电机，包括相互配合安装的定子和转子，定子槽数与转子磁钢极数搭配成定子绕组元件实际跨距为y=1，将电机的气隙设计在0.25mm-0.65mm之间。本实用新型主要针对当前思维代步/平衡车用永磁直流无刷/永磁交流伺服电机，在设计时，将电机定子槽数和转子磁钢极数作更合理的搭配，让定子绕组元件实际跨距y=1，致使不同槽的元件在绕组端部不会产生重叠，以减小绕组端部尺寸空间；将电机的气隙设计在0.25mm-0.65mm之间，提高磁钢的利用率，通过调整电机的电磁负荷，使其比现用电机的整体体积至少减小30%。为了更进一步减小电机的体积，在结构设计时，将电机轴承的轴向位置延伸至转子铁心中。
文档编号H02K21/14GK203104242SQ201220565168
公开日2013年7月31日 申请日期2012年10月31日 优先权日2012年10月31日
发明者毛政祥 申请人:毛政祥