一种精密定位摆动的永磁伺服电机及其制作方法与流程

本发明涉及电动机领域，具体是一种精密定位摆动的永磁伺服电机及其制作方法。

背景技术：

快速响应性是伺服系统动态品质的标志之一，要求跟踪指令信号的响应要快，一般在200毫秒以内，甚者小于几十毫秒。响应快速性主要体现在机械时间常数和电气时间常数，毫秒以内，甚者小于几十毫秒。

机械时间常数与电枢电阻机械时间常数与电机的转动惯量的大小成正比，为了减小机械时间常数，宜采用细长形电枢，以获得尽量小的转动惯量。机械时间常数还与电枢电阻的大小成正比，因而尽可能减小电枢电阻。而电枢电阻与电枢绕组电感的大小成正比，因而尽可能减小电枢电阻。而电枢绕组电感的大小直接影响到电气时间常数的大小，电感设计的越小，电气时间常数越小，反应速度越快。在stator设计中设置完绕组线规和排列后，在中设置完绕组线规和排列后，在显示转子转动惯量和定子电阻，同时也包括电机各部分的重量分布、端部分布和槽满率等。

摆动一定角度的磁电装置在工业生产中经常用到，尤其是精确定位角度的摆动磁电装置；但是在实际设计、生产中很难做得到精确定位。

针对上述背景技术中的问题，本发明旨在提供一种精密定位摆动的永磁伺服电机及其制作方法。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种精密定位摆动的永磁伺服电机及其制作方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种精密定位摆动的永磁伺服电机，其包括：电机壳体，所述电机壳体外侧前端设有端盖，端盖通过固定螺栓以及十字沉头螺钉配合作用与电机壳体前端实现安装固定；所述电机壳体外侧中间表面上设有调速开关，调速开关分为0、1、2以及3四个档位；所述端盖内部设有圆形槽，所述电机壳体内部设有转轴，转轴后端通过第二轴封安装固定在电机壳体内部，转轴前端穿过第一轴封后限位在圆形槽内。

作为本发明进一步的方案：所述转轴在圆形槽内的部分上设有输出扇形齿轮，所述输出扇形齿轮的活动范围限制在0°～90°之间。

作为本发明进一步的方案：所述电机壳体内部内壁上下两侧设有定子，电机壳体内部的转轴上设有转子。

作为本发明进一步的方案：所述转子包括两块结构相同的转子冲片，转子冲片由35ww310冲片叠制而成，所述转子冲片内部缠绕有缠绕线圈。

作为本发明进一步的方案：所述转子冲片的制作材料为磁钢，转子冲片的厚度为2mm。

作为本发明进一步的方案：所述两个转子冲片上下两侧之间形成的夹角均为120°，所述两个转子冲片之间形成的120°磁极夹角的水平线与定子磁极磁通路径水平，两个磁极夹角的角度平分线垂直，穿入定子。

作为本发明进一步的方案：所述转子上接入五根导线，分别为火线、零线、第一电源线、地线以及第二电源进线。

作为本发明进一步的方案：所述零线与第二电源进线并个电容电性连接；所述火线、地线以及第一电源线依次接在调速开关的1,2，3三个档位上，0档位电性连接第二电源进线。

作为本发明进一步的方案：所述精密定位摆动的永磁伺服电机的制作方法，其主要包括以下步骤：

一、根据所需要的力矩和控制摆件角度，计算永磁伺服电机定子的磁钢性能参数要求；

二、再根据定子的确定数据，计算转子磁极的线圈匝数以及导线面积，确定转子冲片的材质；

三、将制作好的定子、转子按对应的设计角度穿入装配，摆动。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

所述的精密定位摆动的永磁伺服电机结构设计合理，实用性强，其解决了现有技术中的精密定位摆动永磁伺服电机的摆动角度精确控制问题，使其在实际应用中能够达到摆动角度的控制要求，不产生动作偏差及误动作；另外其能够广泛应用于大型波导开关的驱动，替代原来的齿轮变速机构，值得在电动机领域推广与使用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例。

图1为一种精密定位摆动的永磁伺服电机的结构示意图。

图2为一种精密定位摆动的永磁伺服电机的左视图。

图3为一种精密定位摆动的永磁伺服电机的内部转子结构示意图。

图4为一种精密定位摆动的永磁伺服电机的内部定子结构示意图。

图5为一种精密定位摆动的永磁伺服电机的电动势产生原理示意图。

图中：1-端盖、2-圆形槽、3-转轴、4-第一轴封、5-十字沉头螺钉、6-电机壳体、7-定子、8-转子、9-输出扇形齿轮、10-固定螺栓、11-火线、12-零线、13-第一电源线、14-第二轴封、15-转子冲片、16-缠绕线圈、17-地线、18-第二电源进线。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请参阅图1～5，一种精密定位摆动的永磁伺服电机，其包括：电机壳体6，所述电机壳体6外侧前端设有端盖1，端盖1通过固定螺栓10以及十字沉头螺钉5配合作用与电机壳体6前端实现安装固定；所述电机壳体6外侧中间表面上设有调速开关，调速开关分为0、1、2以及3四个档位；所述端盖1内部设有圆形槽2，所述电机壳体6内部设有转轴3，转轴3后端通过第二轴封14安装固定在电机壳体6内部，转轴3前端穿过第一轴封4后限位在圆形槽2内；在圆形槽2内的转轴3部分上设有输出扇形齿轮9，输出扇形齿轮9的活动范围限制在0°～90°之间。

所述电机壳体6内部内壁上下两侧设有定子7，电机壳体6内部的转轴3上设有转子8。

进一步地，所述转子8包括两块结构相同的转子冲片15，转子冲片15由35ww310冲片叠制而成，所述转子冲片15内部缠绕有缠绕线圈16。

进一步地，所述转子冲片15的制作材料为磁钢，转子冲片15的厚度为2mm。

具体地，所述两个转子冲片15上下两侧之间形成的夹角均为120°，所述2个转子冲片15之间形成的120°磁极夹角的水平线与定子磁极磁通路径水平，2个磁极夹角的角度平分线垂直，穿入定子7。

进一步地，所述转子8上接入五根导线，分别为火线11、零线12、第一电源线13、地线17以及第二电源进线18。

具体地，所述零线12与第二电源进线18并个电容电性连接；所述火线11、地线17以及第一电源线13依次接在调速开关的1,2，3三个档位上，0档位电性连接第二电源进线18。

所述精密定位摆动的永磁伺服电机的制作方法，其主要包括以下步骤：

一、根据所需要的力矩和控制摆件角度，计算永磁伺服电机定子7的磁钢性能参数要求；

二、再根据定子7的确定数据，计算转子8磁极的线圈匝数、导线面积以及确定转子冲片15的材质等；

三、将制作好的定子7、转子8按对应的设计角度穿入装配，摆动。

所述普通磁电摆动装置所需要的力矩和控制摆件角度确定的依据为：

电磁功率：

电磁转矩

空载损耗p0：轴承摩擦、铁心涡流损耗；

轴上输出功率p2＝pem-p0

功率平衡方程(忽略励磁损耗)：p1＝pcu+pem＝pcu+p0+p2

∴t＝tem-t0

即轴上输出转矩＝电磁转矩－空载转矩；通常将空载转矩作为一种负载转矩并入机械负载转矩考虑；认为电磁转矩就是电动机轴上输出转矩，称为：

电磁转矩：t＝tem

所述电机定子7的磁钢性能参数要求确定的依据为：定子7由2块永磁体组成的平行磁场用于建立定位磁场，由于存在非线性铁磁材料，有将电感参数区分为视在电感和增量电感的必要，因为增量电感参数是准确描述电机动态特性的关键参数。同时电感也是控制器设计需要的关键参数；

根据法拉第电磁感应定律，线圈两端的反电势为：

对于带铁心的螺线管而言，λ仅为i的函数，因此可以写成dλ/di，然而对于更一般的磁路，λ除了是电流i的函数之外还与磁路的组成有关，比如可能出现多个激磁线圈，或者多个铁心，因此λ是一个多变量而不是一个变量的函数，因此偏微分符号应该保留。如果磁路是线性的，则λ-i曲线便是一条直线，无论实际工作点位于何处，所得的值都为常数，即得到了物理学定义的电感式。

在发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在发明中的具体含义。

以上所述仅为发明的较佳实施例而已，并不用以限制发明，凡在发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在发明的保护范围之内。