專利名稱：低轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)的無刷直流電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種無刷直流電機(jī)，特別是涉及一種低轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)的無刷 直流電機(jī)，屬于無刷直流電機(jī)的加工應(yīng)用領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
無刷直流電機(jī)依靠方波電流換相產(chǎn)生的定子磁場(chǎng)與永磁體產(chǎn)生的方波氣 隙磁場(chǎng)相互作用工作，存在多種轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)電磁因素引起的轉(zhuǎn)矩波動(dòng)、諧波 引起的轉(zhuǎn)矩波動(dòng)、齒槽效應(yīng)引起的轉(zhuǎn)矩波動(dòng)、電流換相引起的轉(zhuǎn)矩波動(dòng)、電 樞反應(yīng)和機(jī)械工藝引起的轉(zhuǎn)矩波動(dòng)等。轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)會(huì)對(duì)無刷直流電機(jī)的運(yùn)行帶 來一些不利影響，例如可聽噪音、效率損失，以及增大部件磨損等。
因此，有必要減小無刷直流電機(jī)的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)，通過優(yōu)化電流控制、電機(jī) 設(shè)計(jì)和改進(jìn)制造工藝，可以有效減小電磁因素、電流換相、齒槽、電樞反應(yīng)和 機(jī)械工藝等引起的轉(zhuǎn)矩波動(dòng)。例如，中國專利申請(qǐng)第200310122909. 6號(hào)揭示 了一種針對(duì)電流換相所帶來的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)，而對(duì)電機(jī)進(jìn)行改進(jìn)的技術(shù)方案；中 國專利申請(qǐng)第200620043381.2號(hào)則揭示了一種針對(duì)齒槽效應(yīng)所引起的轉(zhuǎn)矩 脈動(dòng)，而對(duì)電機(jī)進(jìn)行改進(jìn)的技術(shù)方案。但總而言之，這些通過優(yōu)化電流控制、 電機(jī)設(shè)計(jì)和改進(jìn)制造工藝來減小電流換相、齒槽、電樞反應(yīng)和機(jī)械工藝等引 起的轉(zhuǎn)矩波動(dòng)，存在算法復(fù)雜、進(jìn)展受制于相關(guān)技術(shù)和工藝水平等缺點(diǎn)，因 此效果有限。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種能夠極大地降低 電機(jī)的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)的無刷直流電機(jī)，促進(jìn)無刷直流電機(jī)應(yīng)用于高精度、高性能 的伺服系統(tǒng)。為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案一種低轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)的無刷直流電機(jī)，包括定子和轉(zhuǎn)子，所述定子包括定子 繞組，所述轉(zhuǎn)子包括永磁體，該永磁體是按定子繞組的相數(shù)進(jìn)行分段排列的。所述永磁體進(jìn)行分段排列后所具有的段數(shù)等于電機(jī)的極數(shù)，每段永磁體 所具有的永磁體的塊數(shù)等于電機(jī)的相數(shù)。通過對(duì)每個(gè)磁極下的永磁體按定子繞組的相數(shù)進(jìn)行分段排列，本實(shí)用新 型所提供的技術(shù)方案能使氣隙磁通密度波形為分段方波，方波電流與分段方 波的氣隙磁通密度作用時(shí)會(huì)大大縮小輸出轉(zhuǎn)矩的最大值和最小值的范圍，從 而很好的抑制了電機(jī)的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)。本實(shí)用新型無刷直流電機(jī)的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)的降低從電機(jī)本體設(shè)計(jì)出發(fā)，即優(yōu) 化氣隙磁場(chǎng)設(shè)計(jì)，突破傳統(tǒng)的從電流控制和電機(jī)的設(shè)計(jì)工藝出發(fā)降低轉(zhuǎn)矩脈 動(dòng)的方法，簡(jiǎn)化了控制算法。本實(shí)用新型極大地降低了無刷直流電機(jī)的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)，能促進(jìn)無刷直流電 機(jī)應(yīng)用于高精度、高性能的伺服系統(tǒng)，能促進(jìn)無刷直流電機(jī)制造及其相關(guān)行 業(yè)的發(fā)展。


附圖1是本實(shí)用新型低轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)的無刷直流電機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中，1、定子，11、定子繞組，2、轉(zhuǎn)子，21、永磁體。
具體實(shí)施方式

以K結(jié)合附圖給出本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
。
參見附圖l。該圖顯示本實(shí)用新型低轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)的無刷直流電機(jī)的結(jié)構(gòu)示 意圖。如圖所示，本實(shí)用新型所提供的低轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)的無刷直流電機(jī)，包括定 子1和轉(zhuǎn)子2，所述定子l包括定子繞組ll，所述轉(zhuǎn)子2包括永磁體21。需 要說明的是，每個(gè)磁極下的永磁體21，是按定子繞組11的相數(shù)進(jìn)行分段排 列的，永磁體進(jìn)行分段排列后所具有的段數(shù)等于電機(jī)的極數(shù)，每段永磁體所 具有的永磁體的塊數(shù)等于電機(jī)的相數(shù)。再次參閱圖l，該圖采用面貼式18槽 2極3相永磁無刷直流電機(jī)進(jìn)行示例，該圖中，所有永磁體21被分為兩段， 每段具有三塊永磁體。實(shí)際制造中，對(duì)電機(jī)的極數(shù)和相數(shù)都沒有限制，根據(jù) 電機(jī)的極數(shù)和相數(shù)對(duì)永磁體進(jìn)行類似處理，便能大大降低無刷直流電機(jī)的轉(zhuǎn) 矩脈動(dòng)。
本實(shí)用新型所提供的技術(shù)方案，通過對(duì)每個(gè)磁極下的永磁體按定子繞組 的相數(shù)進(jìn)行分段排列，能使氣隙磁通密度波形為分段方波，方波電流與分段 方波的氣隙磁通密度作用時(shí)會(huì)較大的縮小輸出轉(zhuǎn)矩的最大值和最小值的范 圍，從而很好地抑制電機(jī)的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)。
本實(shí)用新型所提供的技術(shù)方案，從電機(jī)本體設(shè)計(jì)出發(fā)，通過優(yōu)化氣隙磁 場(chǎng)設(shè)計(jì)，突破了傳統(tǒng)的從電流控制和電機(jī)的設(shè)計(jì)工藝出發(fā)降低轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)的方 法，簡(jiǎn)化了控制算法。本實(shí)用新型解決了一直以來未獲解決的問題現(xiàn)有技 術(shù)方案每個(gè)磁極的永磁體為一整塊永磁體，氣隙磁通密度波形為方波，如果 要徹底消除電磁因素引起的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)，要求方波的寬度為一個(gè)極距，也就是 極弧系數(shù)為1，但限于當(dāng)前電機(jī)的裝配和制造工藝水平，極弧系數(shù)的范圍為 0.6 0.8，因此引起較嚴(yán)重的轉(zhuǎn)矩波動(dòng)；雖有學(xué)者提出對(duì)方波電流進(jìn)行調(diào)制消除電磁因素引起的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)，但增加了算法的復(fù)雜性，實(shí)際不容易做到。本實(shí)用新型極大地降低了無刷直流電機(jī)的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)，能促進(jìn)無刷直流電 機(jī)應(yīng)用于高精度、高性能的伺服系統(tǒng)，能促進(jìn)無刷直流電機(jī)制造及其相關(guān)行 業(yè)的發(fā)展。
權(quán)利要求1.一種低轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)的無刷直流電機(jī)，包括定子和轉(zhuǎn)子，所述定子包括定子繞組，所述轉(zhuǎn)子包括永磁體，其特征在于每個(gè)磁極下的永磁體，是按定子繞組的相數(shù)進(jìn)行分段排列的。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的低轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)的無刷直流電機(jī)，其特征在于所 述永磁體進(jìn)行分段排列后所具有的段數(shù)等于電機(jī)的極數(shù)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的低轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)的無刷直流電機(jī)，其特征在于每 段永磁體所具有的永磁體的塊數(shù)等于電機(jī)的相數(shù)。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種低轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)的無刷直流電機(jī)，包括定子和轉(zhuǎn)子，所述定子包括定子繞組，所述轉(zhuǎn)子包括永磁體，每個(gè)磁極下的永磁體，是按定子繞組的相數(shù)進(jìn)行分段排列的。本實(shí)用新型所提供的技術(shù)方案能使氣隙磁通密度波形為分段方波，方波電流與分段方波的氣隙磁通密度作用時(shí)會(huì)大大縮小輸出轉(zhuǎn)矩的最大值和最小值的范圍，從而很好的抑制了電機(jī)的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)，本實(shí)用新型極大地降低了無刷直流電機(jī)的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)，能促進(jìn)無刷直流電機(jī)應(yīng)用于高精度、高性能的伺服系統(tǒng)，能促進(jìn)無刷直流電機(jī)制造及其相關(guān)行業(yè)的發(fā)展。
文檔編號(hào)H02K15/03GK201349148SQ200820157030
公開日2009年11月18日 申請(qǐng)日期2008年12月12日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月12日
發(fā)明者王愛元 申請(qǐng)人:上海電機(jī)學(xué)院