开有内圆倒角结构的永磁同步电主轴的制作方法
【专利摘要】一种开有内圆倒角结构的永磁同步电主轴，该电主轴由定子铁芯、镶嵌于定子铁芯齿槽中的定子线圈绕组和固定在转子上的开有内圆倒角的转子永磁铁，定子铁芯与转子之间形成气隙，由于其转子永磁铁的形状得到改变，从而优化了电主轴磁极结构，其可以有效的减小由于纹波转矩和齿槽转矩产生的振动和噪声，从而提高机床工作精度。
【专利说明】
开有内圆倒角结构的永磁同步电主轴
技术领域
[0001] 本实用新型设及永磁同步电主轴技术领域，特别是设及一种改进结构的永磁同步 电主轴。
【背景技术】
[0002] 近年来，永磁同步电主轴作为高档数控机床实现高速精密加工的关键功能部件， 具有溫升小，高效率、调速范围宽，可快速启动和定向停等优点，越来越受到人们的重视，但 永磁同步电主轴产生的纹波转矩和齿槽转矩问题将直接影响到其振动和噪声的大小，从而 导致机床工作精度的下降。目前解决该问题的方案大致分为两种：一是基于电主轴磁极结 构的优化设计，如从改变极槽配合、极弧系数、极矩系数及槽口和永磁体形状等结构参数着 手；二是采用不同的驱动控制策略，但是效果均不理想。
【发明内容】
[0003] 实用新型目的：本实用新型提供一种开有内圆倒角结构的永磁同步电主轴，其目 的是解决W往所存在的问题，W减小齿槽转矩脉动，减小由其产生的振动和噪声，从而提高 机床工作精度。
[0004] 技术方案:本实用新型是通过W下技术方案实现的：
[0005] -种开有内圆倒角结构的永磁同步电主轴，其特征在于:该电主轴由定子铁忍、镶 嵌于定子铁忍齿槽中的定子线圈绕组和固定在转子上的开有内圆倒角的转子永磁铁，定子 铁忍与转子之间形成气隙。
[0006] 所述的转子为凸装式永磁转子，转子永磁铁顶部开有内圆倒角。
[0007] 转子永磁铁上的内圆倒角W两个为一组对称布置。
[000引转子永磁铁的内圆倒角的半径范围为1 -100mm。
[0009 ] 转子为4极、8极、12极、16极、20极、24极转子。
[0010] 内圆倒角开的转子永磁铁的顶端的两角处。
[0011] 优点及效果:本实用新型提供一种开有内圆倒角结构的永磁同步电主轴，由于其 转子永磁铁的形状得到改变，从而优化了电主轴磁极结构，其可W有效的减小由于纹波转 矩和齿槽转矩产生的振动和噪声，从而提高机床工作精度。
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【附图说明】：
[0013] 图1为本实用新型实施例的结构示意图；图1中各序号分别为：1.定子铁忍;2.定子 线圈绕组安装槽;3.气隙；4.顶部开有内倒圆角的转子永磁铁;5.轴;6.转子永磁铁的内倒 圆角;7.转子；
[0014] 图2为某一型号电机固定定子和转子结构，只改变永磁形状参数时的齿槽转矩 变化对比仿真图。
【具体实施方式】 [0015] :下面结合附图对本实用新型做进一步的说明：
[0016] 如图1，本实用新型设及一种开有内圆倒角结构的永磁同步电主轴，该电主轴由定 子铁忍1、镶嵌于定子铁忍齿槽2中的定子线圈绕组和固定在转子7上的开有内圆倒角的转 子永磁铁4，定子铁忍1与转子7之间形成气隙3。
[0017] 所述的转子为凸装式永磁转子，转子永磁铁4顶部开有内圆倒角6。
[0018] 转子永磁铁4上的内圆倒角6 W两个为一组对称布置。
[0019 ] 转子永磁铁4的内圆倒角6的半径范围为1 -100mm。
[0020] 转子7为4极、8极、12极、16极、20极、24极转子。
[0021] 内圆倒角6开的转子永磁铁4的顶端的两角处。
[0022] 表1永磁铁具体形状参数
[0023]
[0024] 参见附图2和表1，永磁铁具体形状参数见表1，附图2中由于采用极数为4的转 子，因此转矩的变化的周期为90%图中实线表示为采用开内倒圆角的永磁体的转子齿槽转 矩变化曲线，虚线为表示为采用没有开内倒圆角的永磁体的转子齿槽转矩变化曲线;实线 的变化区间小于虚线的变化区间，齿槽的转矩脉动被减小，转子转动的稳定性增加。
[0025] 由于本实用新型对转子永磁体采用了内圆倒角的方式进行加工，优化电主轴磁极 结构，因而其可W有效的较小旋转永磁体和固定齿槽间气隙磁阻的变化，从而减小转子齿 槽转矩脉动，增加转子转动的稳定性。
【主权项】
1. 一种开有内圆倒角结构的永磁同步电主轴，其特征在于：该电主轴由定子铁芯（1)、 镶嵌于定子铁芯齿槽(2)中的定子线圈绕组和固定在转子(7)上的开有内圆倒角的转子永 磁铁(4)，定子铁芯（1)与转子(7)之间形成气隙（3)。2. 根据权利要求1所述的开有内圆倒角结构的永磁同步电主轴，其特征在于:所述的转 子为凸装式永磁转子，转子永磁铁(4)顶部开有内圆倒角(6)。3. 根据权利要求2所述的开有内圆倒角结构的永磁同步电主轴，其特征在于:转子永磁 铁(4)上的内圆倒角(6)以两个为一组对称布置。4. 根据权利要求2所述的开有内圆倒角结构的永磁同步电主轴，其特征在于:转子永磁 铁(4)的内圆倒角(6)的半径范围为l-100mm。5. 根据权利要求2所述的开有内圆倒角结构的永磁同步电主轴，其特征在于:转子(7) 为4极、8极、12极、16极、20极、24极转子。6. 根据权利要求2所述的开有内圆倒角结构的永磁同步电主轴，其特征在于：内圆倒角 (6)开的转子永磁铁(4)的顶端的两角处。
【文档编号】H02K21/02GK205429913SQ201620202911
【公开日】2016年8月3日
【申请日】2016年3月16日
【发明人】于慎波, 夏鹏澎, 钟双双, 赵海宁, 李红, 李野, 陈松玲
【申请人】沈阳工业大学