一种新型表贴式永磁同步伺服电机转子结构的制作方法

1、本发明涉及永磁电机结构技术领域，特别是涉及一种新型表贴式永磁同步伺服电机转子结构。

背景技术：

2、随着工业机器人和数控机床的快速发展，市场对电机性能要求也越来越高，由于永磁同步伺服电机具有功率因数高、效率高、功率密度大、结构简单、运行可靠、损耗小、精度高等优点，它得到了广泛的应用。

3、齿槽转矩是永磁电机绕组不通电时永磁体和铁心之间相互作用产生的转矩，由定子电枢齿与永磁体之间相互作用力的切向分量产生。齿槽转矩是衡量电机性能的重要指标，是设计高性能电机必须要解决的问题。

4、普通电机中每个磁极都是整体的、且沿圆周长度固定，所有定子齿的齿槽转矩的谐波分量难以相互抵消。采用磁极分块的结构，合理选取磁极分块数和分块磁极间的夹角可以使磁极产生的齿槽转矩谐波相互抵消，达到减小齿槽转矩的目的。

5、表贴式永磁同步电机由于磁极在定子外侧，常仅仅采用粘贴的方法将磁极固定在转子上，限制了转子的最大转速，难以提高永磁同步电机高转速性能。因此，采用特殊转子结构使永磁体可靠的固定在转子上，对提高转子高转速性能具有重大意义。

技术实现要素：

6、针对现有问题，本发明提供一种可抑制磁槽转矩且能实现磁极可靠固定的转子结构，在尽量减小齿槽转矩的同时，提高转子的最大转速。

7、为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

8、一种新型表贴式永磁同步伺服电机转子结构，包括永磁体和转子铁心，永磁体采用分块策略，磁体分块数大于等于3，且分块磁体沿圆周长度相等；转子铁心利用磁体分块后磁极之间存在的间隙，设置卡扣，卡扣形状为楔形，用于将永磁体固定在转子上。

9、具体步骤包括如下：

10、s1.将永磁同步伺服电机单个永磁体等分为块，一般。

11、s2.计算齿槽转矩在一个齿距内的周期数，其中表示极对数，q表示定子槽数，gcd表示最大公约数。

12、s3.计算相邻永磁体分块之间的夹角，其中，k为任意正整数，表示永磁体分块数，表示齿槽转矩的周期。

13、s5.根据永磁体分块数和分块磁体间的角度，转子铁心设置与之对应的楔形卡扣。

14、本发明与现有技术相比较，具有如下突出的实质特点和技术进步：本发明通过将永磁体分块，使各块磁体产生的齿槽转矩谐波分量相互抵消，从而减小齿槽转矩；同时，利用相邻永磁体分块的间隙设置转子卡扣，在减小齿槽转矩的同时，也解决了表贴式永磁同步伺服电机永磁体固定问题，对制造高性能永磁同步伺服电机具有重要意义。

附图说明

16、图1是本发明一种新型表贴式永磁同步伺服电机转子结构的转子整体结构示意图

17、图2是本发明一种新型表贴式永磁同步伺服电机转子结构的转子铁心结构示意图

18、图3是本发明一种新型表贴式永磁同步伺服电机转子结构的永磁体结构图示意图

19、图4是本发明一种新型表贴式永磁同步伺服电机转子结构的永磁体分块和转子铁心卡扣结构示意图。

具体实施方式

20、下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于该领域技术人员理解。

21、如图1所示，一种新型表贴式永磁同步伺服电机转子结构，包括永磁体1和转子铁心4；永磁体1合理设置永磁体分块数和分块间隙角度来减小齿槽转矩，其中分块永磁体沿圆周方向的长度相等；同时转子铁心在磁极分块的间隙加入楔形卡扣，使永磁体可靠的固定在转子上；3表示三个充磁极性相同的分块永磁体构成整体，下面都将其视为分块前的永磁体。

22、将单个整体永磁体3进行分块，每个永磁体分块1都会产生各自的齿槽转矩。各永磁体分块齿槽转矩的具体公式为，其中表示永磁体分块中心线与转子的偏心角，q表示定子槽数，为齿槽转矩的周期数，为齿槽转矩傅里叶分解系数。

23、则个永磁体分块1产生的齿槽转矩合成量，其中为相邻永磁体分块间的偏移角。

24、，则，其中，为相邻永磁体分块之间的夹角。

25、对基波分量进行消除，则n=1时，有，当时，基波被消除，齿槽转矩的幅值将被削弱。

26、根据永磁体分块1之间的夹角间隙设置转子铁心卡扣。为了实现转子铁心卡扣固定住永磁体，将永磁体分块1进行微小的适当改造，使永磁体分块1能与转子铁心卡扣2完美契合。

27、设置卡扣厚度5等于永磁体厚度10的二分之一，楔形体的厚度6为卡扣厚度的二分之一，楔形体倾斜角9为45度。

28、楔形偏心角7和8相等，设置偏心角7和8均为，当较大时，为了减小由于永磁体分块形状改变对削弱齿槽转矩造成的影响，规定楔形偏心角7和8的最大值=5度，则

29、以上对本发明所提供的一种新型表贴式永磁同步伺服电机转子结构作了详细的介绍，本发明并不局限于上述的具体功能和工作过程，上述具体实施例仅仅是示意性，而不是限制性，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明的宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以做很多的形式，这些都属于本发明的保护之内。