一种三相永磁同步伺服电机的制作方法

本实用新型涉及一种三相永磁同步伺服电机。

背景技术：

目前国内永磁伺服电机从某一性能方面看性能还很好，但是综合而言，整机的性能就相对较差。而对于小型的永磁伺服电机，效率达到90％，综合性能很高也相对困难。

国内小型永磁伺服电机的转矩波动特性有待改善，振动噪声较大，可靠性较差，精度要求需要提高，综合性能有待进一步提高。

因为工业机器人用伺服电机要求较高的工艺精度、加工效率和工作可靠性，所以就要求永磁伺服电机的转矩波动要小，以达到精度和可靠性的要求。鉴于此，需要优化设计高功率密度低噪声新型工业机器人用永磁伺服电动机，以提高现有永磁伺服电机的精度和可靠性。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种三相永磁同步伺服电机，该电机结构进行机电一体化设计，设计新颖合理，这样的电机结构紧凑、运行稳定、体积小、重量轻、功率因数高、效率高。本实用新型应用将大大提高国内工业机器人用永磁伺服电机的综合性能。电机的转矩波动特性有较大改善，振动噪声得到有效降低，可靠性得到提高，电机的整机性能得到了很大程度的提高，同时电机的效率也得到了进一步的提高。

为了解决上述技术问题，采用如下技术方案：

一种三相永磁同步伺服电机，包括机壳和端盖，端盖包括左端盖和右端盖，左端盖位于机壳的左侧，右端盖位于机壳的右侧，机壳的内壁上设有定子结构，机壳的内部设有转子结构，定子结构和转子结构之间形成有气隙，机壳的中部设有电机轴，电机轴与转子结构相匹配，定子结构包括定子铁芯和定子绕组，定子铁芯固定安装于机壳的内壁上，定子铁芯上设有定子槽，定子槽与定子绕组相匹配，转子结构包括转子铁芯和永磁体，转子铁芯由硅钢片叠成，转子铁芯上设有永磁体槽，永磁体与永磁体槽相匹配，转子铁芯的中部设有转子轴孔，转子轴孔与电机轴相匹配，转子铁芯的两侧设有散热结构。该电机的定子结构直接安装在机壳的内壁上，定子槽均布设置于定子铁芯的内圆周上，定子绕组按3相4极布置，采用单层链式绕组，通电产生4极旋转磁场，这样的安装布局，不但减小了电机的轴向长度，使电机结构紧凑，绕组用铜量减小接近10％，而且采用环氧树脂胶灌封，便于将铜耗产生的热量传导到端盖和机壳上，加快了定子绕组的散热。转子结构的转子铁芯由硅钢片叠成，由于该电机采用逆变器电源驱动，即使产生正弦波的变频器输出都含有高频谐波，如果用整体钢材会产生涡流损耗。永磁体嵌入到转子铁芯内，且均布设置在转子铁芯上，结构简单、制造成本较低、转动惯量小且易于优化使电动机气隙磁密波形趋于正弦波的磁极形状。

进一步，散热结构包括转子散热盘、转子散热片和固定座，转子散热盘的一侧设有固定座，固定座连接转子铁芯，转子散热盘的另一侧设有转子散热片，转子散热片均布设置于转子散热盘上。通过设置散热结构，当转子结构进行旋转运动时，整个转子散热盘跟着运动，由转子散热片带走转子结构产生的热量，从而提高电机的整体散热效果。

进一步，转子散热盘上设有散热孔。通过设置散热孔，使转子结构产生的热量及时散发到机体的外面。

进一步，永磁体槽的两端设有隔磁空气槽，隔磁空气槽内设有隔磁材料。为防止永磁体磁通短路，在转子铁芯还开有隔磁空气槽，隔磁空气槽内填充隔磁材料，起到减小漏磁的作用。

进一步，机壳的顶部设有接线盒。

进一步，机壳的底部设有安装座。

进一步，电机轴的两端设有安装轴承。

由于采用上述技术方案，具有以下有益效果：

本实用新型为一种三相永磁同步伺服电机，该电机结构进行机电一体化设计，设计新颖合理，这样的电机结构紧凑、运行稳定、体积小、重量轻、功率因数高、效率高。本实用新型应用将大大提高国内工业机器人用永磁伺服电机的综合性能。电机的转矩波动特性有较大改善，振动噪声得到有效降低，可靠性得到提高，电机的整机性能得到了很大程度的提高，同时电机的效率也得到了进一步的提高。

该电机的定子结构直接安装在机壳的内壁上，定子槽均布设置于定子铁芯的内圆周上，定子绕组按3相4极布置，采用单层链式绕组，通电产生4极旋转磁场，这样的安装布局，不但减小了电机的轴向长度，使电机结构紧凑，绕组用铜量减小接近10％，而且采用环氧树脂胶灌封，便于将铜耗产生的热量传导到端盖和机壳上，加快了定子绕组的散热。转子结构的转子铁芯由硅钢片叠成，由于该电机采用逆变器电源驱动，即使产生正弦波的变频器输出都含有高频谐波，如果用整体钢材会产生涡流损耗。永磁体嵌入到转子铁芯内，且均布设置在转子铁芯上，结构简单、制造成本较低、转动惯量小且易于优化使电动机气隙磁密波形趋于正弦波的磁极形状。

通过设置散热结构，当转子结构进行旋转运动时，整个转子散热盘跟着运动，由转子散热片带走转子结构产生的热量，从而提高电机的整体散热效果。通过设置散热孔，使转子结构产生的热量及时散发到机体的外面。

为防止永磁体磁通短路，在转子铁芯还开有隔磁空气槽，隔磁空气槽内填充隔磁材料，起到减小漏磁的作用。

附图说明

下面结合附图对本实用新型作进一步说明：

图1为本实用新型中一种三相永磁同步伺服电机的结构示意图；

图2为本实用新型中定子铁芯的结构示意图；

图3为本实用新型中转子结构的结构示意图；

图4为本实用新型中转子铁芯的结构示意图；

图5为本实用新型中散热结构的结构示意图。

图中：1-机壳；2-左端盖；3-右端盖；4-定子结构；5-转子结构；6-气隙；7-电机轴；8-定子铁芯；9-定子绕组；10-定子槽；11-转子铁芯；12-永磁体；13-永磁体槽；14-转子轴孔；15-散热结构；16-转子散热盘；17-转子散热片；18-固定座；19-散热孔；20-隔磁空气槽；21-接线盒；22-安装座；23-安装轴承。

具体实施方式

如图1至图5所示，一种三相永磁同步伺服电机，包括机壳1和端盖，端盖包括左端盖2和右端盖3，左端盖2位于机壳1的左侧，右端盖3位于机壳1的右侧。机壳1的中部设有电机轴7，电机轴7的两端设有安装轴承23，机壳1的顶部设有接线盒21，机壳1的底部设有安装座22。

机壳1的内壁上设有定子结构4，机壳1的内部设有转子结构5，定子结构4和转子结构5之间形成有气隙6，机壳1的中部设有电机轴7，电机轴7与转子结构5相匹配，定子结构4包括定子铁芯8和定子绕组9，定子铁芯8固定安装于机壳1的内壁上，定子铁芯8上设有定子槽10，定子槽10与定子绕组9相匹配。该电机的定子结构4直接安装在机壳1的内壁上，定子槽10均布设置于定子铁芯8的内圆周上，定子绕组9按3相4极布置，采用单层链式绕组，通电产生4极旋转磁场，这样的安装布局，不但减小了电机的轴向长度，使电机结构紧凑，绕组用铜量减小接近10％，而且采用环氧树脂胶灌封，便于将铜耗产生的热量传导到端盖和机壳1上，加快了定子绕组9的散热。

转子结构5包括转子铁芯11和永磁体12，转子铁芯11由硅钢片叠成，转子铁芯11上设有永磁体槽13，永磁体12与永磁体槽13相匹配，转子铁芯11的中部设有转子轴孔14，转子轴孔14与电机轴7相匹配，转子铁芯11的两侧设有散热结构15。转子结构5的转子铁芯11由硅钢片叠成，由于该电机采用逆变器电源驱动，即使产生正弦波的变频器输出都含有高频谐波，如果用整体钢材会产生涡流损耗。永磁体12嵌入到转子铁芯11内，且均布设置在转子铁芯11上，结构简单、制造成本较低、转动惯量小且易于优化使电动机气隙6磁密波形趋于正弦波的磁极形状。

散热结构15包括转子散热盘16、转子散热片17和固定座18，转子散热盘16的一侧设有固定座18，固定座18连接转子铁芯11，转子散热盘16的另一侧设有转子散热片17，转子散热片17均布设置于转子散热盘16上。转子散热盘16上设有散热孔19。通过设置散热孔19，使转子结构5产生的热量及时散发到机体的外面。通过设置散热结构15，当转子结构5进行旋转运动时，整个转子散热盘16跟着运动，由转子散热片17带走转子结构5产生的热量，从而提高电机的整体散热效果。

永磁体槽13的两端设有隔磁空气槽20，隔磁空气槽20内设有隔磁材料。为防止永磁体12磁通短路，在转子铁芯11还开有隔磁空气槽20，隔磁空气槽20内填充隔磁材料，起到减小漏磁的作用。

以上仅为本实用新型的具体实施例，但本实用新型的技术特征并不局限于此。任何以本实用新型为基础，为解决基本相同的技术问题，实现基本相同的技术效果，所作出地简单变化、等同替换或者修饰等，皆涵盖于本实用新型的保护范围之中。