專利名稱：一種有限轉(zhuǎn)角力矩電動(dòng)機(jī)及其制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種有限轉(zhuǎn)角力矩電動(dòng)機(jī)及其制作方法，屬于有限轉(zhuǎn)角電機(jī)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前，普通有限轉(zhuǎn)角電機(jī)的定子組件主要由圓筒形狀的整體式定子鐵芯和定子繞組組成，其定子繞組一般采用鑲嵌的方式鑲嵌在定子鐵芯的齒槽中，或采用內(nèi)外繞制的方式將定子繞組線圈繞制在整體式的定子鐵芯上，鑲嵌式的定子組件必須在整體式的定子鐵芯上開(kāi)齒槽，然后再將線圈繞組鑲嵌在齒槽內(nèi)，這種結(jié)構(gòu)的定子組件不僅存在著結(jié)構(gòu)復(fù)雜、 制作成本高、并且制作費(fèi)工費(fèi)時(shí)的缺點(diǎn)，而且還存在著齒槽力矩大、效率較低的問(wèn)題；而采用內(nèi)外繞制的方式將線圈繞組繞制在整體式的定子鐵芯上的技術(shù)方案，其繞組線圈的大部分線圈是處在定子鐵芯所封閉范圍的外部，線圈的利用率低，氣隙大要求較大導(dǎo)致增加制造成本等缺點(diǎn)。因此現(xiàn)有的這種技術(shù)方案存在著體積大、轉(zhuǎn)動(dòng)力矩小、工作效率低和制作成本高等問(wèn)題。所以，現(xiàn)有的有限轉(zhuǎn)角力矩電動(dòng)機(jī)的制作技術(shù)還是不夠理想，難以滿足要求電機(jī)體積小而輸出力矩要求較大的應(yīng)用場(chǎng)合的需求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供一種工作效率較高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制作容易、制作成本較低、 體積較小、輸出力矩較大的有限轉(zhuǎn)角力矩電動(dòng)機(jī)及其制作方法，以克服現(xiàn)有技術(shù)的不足。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案本發(fā)明的一種有限轉(zhuǎn)角力矩電動(dòng)機(jī)的制作方法是，將組成有限轉(zhuǎn)角力矩電動(dòng)機(jī)的定子組件中的定子鐵芯制作成兩個(gè)半圓瓦形的定子鐵芯，然后將這兩個(gè)半圓瓦形的定子鐵芯與兩個(gè)永磁體塊通過(guò)粘接的方式組合在一起形成一個(gè)圓筒形，并且兩個(gè)永磁體塊分別設(shè)置在兩個(gè)半圓瓦形的定子鐵芯的結(jié)合面之間，同時(shí)使兩個(gè)永磁體塊的一部分分別凸出于定子鐵芯的內(nèi)圓弧表面，然后將兩組集中繞制并且繞向相反的線圈串聯(lián)在一起后分別放在定子鐵芯內(nèi)并分別套在永磁體塊上作為定子繞組，這樣就制作成了有限轉(zhuǎn)角力矩電動(dòng)機(jī)的定子組件；采用沖片疊裝的方式制作轉(zhuǎn)子鐵芯，并在轉(zhuǎn)子鐵芯的中心制作出通孔，在通孔中固定一個(gè)采用磁溫度補(bǔ)償合金材料制作的轉(zhuǎn)子內(nèi)襯套，然后將轉(zhuǎn)子內(nèi)襯套壓入轉(zhuǎn)子鐵芯內(nèi)并將轉(zhuǎn)子軸安裝在內(nèi)襯套中即形成有限轉(zhuǎn)角力矩電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子組件，然后再按傳統(tǒng)方式將轉(zhuǎn)子組件和定子組件安裝固定后即可制作得到有限轉(zhuǎn)角力矩電動(dòng)機(jī)。上述定子鐵芯和轉(zhuǎn)子鐵芯都采用軟磁合金的板材沖片疊裝而成。上述轉(zhuǎn)子內(nèi)襯套的制作材料為磁溫度補(bǔ)償合金材料。永磁體塊采用稀土磁鋼材料制作。按照本發(fā)明的方法制作的一種有限轉(zhuǎn)角力矩電動(dòng)機(jī)為，包括定子組件和轉(zhuǎn)子組件兩部分，所述的定子組件包括由兩個(gè)半圓瓦形的定子鐵芯、兩個(gè)永磁體塊和定子繞組組成； 兩個(gè)半圓瓦形的定子鐵芯的兩端分別通過(guò)粘接的方式與永磁體塊粘接為一體形成一個(gè)圓筒形，并且永磁體塊的一部分凸出于定子鐵芯的內(nèi)圓弧表面，定子繞組由兩組集中繞制并且繞向相反的線圈串聯(lián)組成，定子繞組的兩組線圈分別安裝在兩個(gè)半圓瓦形的定子鐵芯組成的圓筒形內(nèi)并分別套在兩個(gè)永磁體塊的凸出部分上；轉(zhuǎn)子組件由轉(zhuǎn)子鐵芯、轉(zhuǎn)子內(nèi)襯套和轉(zhuǎn)軸組成，在轉(zhuǎn)子鐵芯的軸心部位設(shè)有通孔，轉(zhuǎn)子內(nèi)襯套通過(guò)過(guò)盈配合安裝在通孔中，轉(zhuǎn)軸安裝在轉(zhuǎn)子內(nèi)襯套中并與轉(zhuǎn)子內(nèi)襯套連接為一體，轉(zhuǎn)子組件安裝在定子組件中。上述轉(zhuǎn)子鐵芯的截面形狀為圓形與兩個(gè)矩形組合成的Φ字形狀，并且兩個(gè)矩形的最外邊為圓弧邊。在上述半圓瓦形的定子鐵芯的兩個(gè)端面處都分別設(shè)有極靴，極靴凸出于定子鐵芯的內(nèi)圓弧面，并且極靴凸出于定子鐵芯內(nèi)圓弧面的長(zhǎng)度等于或大于永磁體塊凸出于定子鐵芯內(nèi)圓弧面部分的長(zhǎng)度，永磁體塊被夾持在兩個(gè)極靴之間，同時(shí)定子繞組的兩組線圈分別安裝在兩個(gè)半圓瓦形的定子鐵芯組成的圓筒形內(nèi)并分別套在極靴上。由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明具有以下有益效果本發(fā)明是針對(duì)電機(jī)的體積較小而輸出力矩要求較大而采取的一種新型設(shè)計(jì)方式，具有加工效率高、可靠性高、體積小、重量輕、溫度補(bǔ)償特性好等特點(diǎn)，特別適用于要求體積小、輸出力矩大的應(yīng)用場(chǎng)合。本發(fā)明具有以下幾方面的優(yōu)點(diǎn)1)電動(dòng)機(jī)的氣隙可以設(shè)計(jì)很小，這樣可以大大提高電動(dòng)機(jī)的氣隙磁密，從而提高電動(dòng)機(jī)的輸出力矩。普通結(jié)構(gòu)的有限角電機(jī)為了布線，氣隙通常不小于0.5mm，而本發(fā)明的電機(jī)氣隙值可以為0. 1mm，大大提高了氣隙磁密。2)繞組的兩端都可以產(chǎn)生力矩，定子繞組的利用率高。3)定子內(nèi)孔無(wú)齒槽，電動(dòng)機(jī)的反電勢(shì)波形好， 齒槽力矩大大降低。4)溫度補(bǔ)償特性好。與現(xiàn)有技術(shù)相比，采用本發(fā)明這種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)出來(lái)的有限轉(zhuǎn)角電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩明顯增大，提高約1倍以上。又由于定子無(wú)齒槽，轉(zhuǎn)矩波動(dòng)系數(shù)明顯減小，經(jīng)測(cè)試轉(zhuǎn)矩波動(dòng)系數(shù)小于2%。本發(fā)明的這種新型結(jié)構(gòu)有限轉(zhuǎn)角電機(jī)，打破了電機(jī)常規(guī)設(shè)計(jì)思路，是設(shè)計(jì)過(guò)程中的一大創(chuàng)新，這對(duì)提升我國(guó)微電機(jī)的技術(shù)能力具有一定的幫助。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明不僅具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制作容易、制作成本較低的優(yōu)點(diǎn)， 而且還具有體積較小、重量輕、輸出力矩較大、電機(jī)的工作效率較高和工作的可靠性較好等優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明特別適用于要求體積小、輸出力矩大的應(yīng)用場(chǎng)合使用。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是圖1的A-A剖視結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3是本發(fā)明的電原理圖。下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明。
具體實(shí)施例方式
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的有限轉(zhuǎn)角力矩電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)如圖1、2所示，在制作有限轉(zhuǎn)角力矩電動(dòng)機(jī)時(shí)，按照本發(fā)明的一種有限轉(zhuǎn)角力矩電動(dòng)機(jī)的制作方法進(jìn)行制作，即將組成有限轉(zhuǎn)角力矩電動(dòng)機(jī)的定子組件中的定子鐵芯制作成兩個(gè)半圓瓦形的定子鐵芯，然后將這兩個(gè)半圓瓦形的定子鐵芯與兩個(gè)永磁體塊通過(guò)粘接的方式組合在一起形成一個(gè)圓筒形，并且兩個(gè)永磁體塊分別設(shè)置在兩個(gè)半圓瓦形的定子鐵芯的結(jié)合面之間，同時(shí)使兩個(gè)永磁體塊的一部分分別凸出于定子鐵芯的內(nèi)圓弧表面，然后將兩組集中繞制并且繞向相反的線圈串聯(lián)在一起后分別放在定子鐵芯內(nèi)并分別套在永磁體塊上作為定子繞組，這樣就制作成了有限轉(zhuǎn)角力矩電動(dòng)機(jī)的定子組件；采用沖片疊裝的方式制作轉(zhuǎn)子鐵芯，并在轉(zhuǎn)子鐵芯的中心制作出通孔，在通孔中固定一個(gè)采用磁溫度補(bǔ)償合金材料制作的轉(zhuǎn)子內(nèi)襯套，然后將轉(zhuǎn)子軸插進(jìn)該轉(zhuǎn)子內(nèi)襯套中與其固定為一體后即制得有限轉(zhuǎn)角力矩電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子組件， 然后再按傳統(tǒng)方式將轉(zhuǎn)子組件安裝在定子組件中即可制作得到有限轉(zhuǎn)角力矩電動(dòng)機(jī)；定子鐵芯和轉(zhuǎn)子鐵芯均采用市場(chǎng)上出售的軟磁合金材料的板材沖片疊裝而成；轉(zhuǎn)子內(nèi)襯套的制作材料采用現(xiàn)有的磁溫度補(bǔ)償合金材料；永磁體塊采用現(xiàn)有的稀土磁鋼材料制作即可。按照本發(fā)明的方法制作的一種有限轉(zhuǎn)角力矩電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)如圖1和2所示，本發(fā)明的有限轉(zhuǎn)角力矩電動(dòng)機(jī)包括定子組件和轉(zhuǎn)子組件兩部分，其定子組件包括由兩個(gè)半圓瓦形的定子鐵芯1、兩個(gè)永磁體塊3和定子繞組2組成；兩個(gè)半圓瓦形的定子鐵芯1的兩端分別通過(guò)粘接的方式與永磁體塊3粘接為一體形成一個(gè)圓筒形，可采用市場(chǎng)上出售的樂(lè)泰膠進(jìn)行粘接，制作時(shí)，使永磁體塊3的一部分凸出于定子鐵芯1的內(nèi)圓弧表面，定子繞組2由兩組集中繞制并且繞向相反的線圈串聯(lián)組成，將定子繞組2的兩組線圈分別安裝在兩個(gè)半圓瓦形的定子鐵芯1組成的圓筒形內(nèi)并分別套在兩個(gè)永磁體塊3的凸出部分上；轉(zhuǎn)子組件由轉(zhuǎn)子鐵芯4、轉(zhuǎn)子內(nèi)襯套5和轉(zhuǎn)軸6組成，在轉(zhuǎn)子鐵芯4的軸心部位制作出通孔，將轉(zhuǎn)子內(nèi)襯套5通過(guò)過(guò)盈配合安裝固定在該通孔中，將轉(zhuǎn)軸6通過(guò)傳統(tǒng)鍵連接的方式或過(guò)盈配合的方式安裝固定在轉(zhuǎn)子內(nèi)襯套5中，使其與轉(zhuǎn)子內(nèi)襯套5連接為一體，然后按傳統(tǒng)的方式將轉(zhuǎn)子組件安裝在定子組件中，這樣即可得到本發(fā)明的有限轉(zhuǎn)角力矩電動(dòng)機(jī)。為了更好地提高有限轉(zhuǎn)角力矩電動(dòng)機(jī)的工作效率，可將轉(zhuǎn)子鐵芯4的截面形狀制作為圓形與兩個(gè)矩形組合成的Φ字形狀，并且將兩個(gè)矩形的最外邊制作成圓弧邊(如圖2所示)；為了能更好的控制電動(dòng)機(jī)的有效轉(zhuǎn)角，并提高轉(zhuǎn)動(dòng)力矩，還可在半圓瓦形的定子鐵芯1的兩個(gè)端面處都分別制作出極靴1-1，將極靴1-1凸出于定子鐵芯1的內(nèi)圓弧面，并且極靴1-1凸出于定子鐵芯1 內(nèi)圓弧面的長(zhǎng)度等于或大于永磁體塊3凸出于定子鐵芯1內(nèi)圓弧面部分的長(zhǎng)度，使永磁體塊3被夾持在兩個(gè)極靴1-1之間，同時(shí)將定子繞組2的兩組線圈分別安裝在兩個(gè)半圓瓦形的定子鐵芯1組成的圓筒形內(nèi)并分別套在極靴1-1上即成。本發(fā)明的有限轉(zhuǎn)角力矩電動(dòng)機(jī)的電原理如圖3所示，電動(dòng)機(jī)通過(guò)定子繞組2中的電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)與定子永磁體3相互作用，在零位兩側(cè)產(chǎn)生磁場(chǎng)差與轉(zhuǎn)子作用，通過(guò)外裝置的機(jī)械限位，使轉(zhuǎn)子在一定范圍內(nèi)擺動(dòng)。本發(fā)明的實(shí)施方式不限于上述實(shí)施例，在不脫離本發(fā)明宗旨的前提下做出的各種變化均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種有限轉(zhuǎn)角力矩電動(dòng)機(jī)的制作方法，其特征在于將組成有限轉(zhuǎn)角力矩電動(dòng)機(jī)的定子組件中的定子鐵芯制作成兩個(gè)半圓瓦形的定子鐵芯，然后將這兩個(gè)半圓瓦形的定子鐵芯與兩個(gè)永磁體塊通過(guò)粘接的方式組合在一起形成一個(gè)圓筒形，并且兩個(gè)永磁體塊分別設(shè)置在兩個(gè)半圓瓦形的定子鐵芯的結(jié)合面之間，同時(shí)使兩個(gè)永磁體塊的一部分分別凸出于定子鐵芯的內(nèi)圓弧表面，然后將兩組集中繞制并且繞向相反的線圈串聯(lián)在一起后分別放在定子鐵芯內(nèi)并分別套在永磁體塊上作為定子繞組，這樣就制作成了有限轉(zhuǎn)角力矩電動(dòng)機(jī)的定子組件；采用沖片疊裝的方式制作轉(zhuǎn)子鐵芯，并在轉(zhuǎn)子鐵芯的中心制作出通孔，在通孔中固定一個(gè)采用磁溫度補(bǔ)償合金材料制作的轉(zhuǎn)子內(nèi)襯套，然后將轉(zhuǎn)子內(nèi)襯套壓入轉(zhuǎn)子鐵芯內(nèi)并將轉(zhuǎn)子軸安裝在內(nèi)襯套中即形成有限轉(zhuǎn)角力矩電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子組件，然后再按傳統(tǒng)方式將轉(zhuǎn)子組件和定子組件安裝固定即可制作得到有限轉(zhuǎn)角力矩電動(dòng)機(jī)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有限轉(zhuǎn)角力矩電動(dòng)機(jī)的制作方法，其特征在于定子鐵芯和轉(zhuǎn)子鐵芯都采用軟磁合金的板材沖片疊裝而成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有限轉(zhuǎn)角力矩電動(dòng)機(jī)的制作方法，其特征在于轉(zhuǎn)子內(nèi)襯套的制作材料為磁溫度補(bǔ)償合金材料。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有限轉(zhuǎn)角力矩電動(dòng)機(jī)的制作方法，其特征在于永磁體塊采用稀土磁鋼材料制作。
5.一種有限轉(zhuǎn)角力矩電動(dòng)機(jī)，包括定子組件和轉(zhuǎn)子組件兩部分，其特征在于所述的定子組件包括由兩個(gè)半圓瓦形的定子鐵芯(1)、兩個(gè)永磁體塊(3)和定子繞組(2)組成；兩個(gè)半圓瓦形的定子鐵芯(1)的兩端分別通過(guò)粘接的方式與永磁體塊(3)粘接為一體形成一個(gè)圓筒形，并且永磁體塊(3)的一部分凸出于定子鐵芯(1)的內(nèi)圓弧表面，定子繞組(2)由兩組集中繞制并且繞向相反的線圈串聯(lián)組成，定子繞組(2)的兩組線圈分別安裝在兩個(gè)半圓瓦形的定子鐵芯(1)組成的圓筒形內(nèi)并分別套在兩個(gè)永磁體塊(3)的凸出部分上；轉(zhuǎn)子組件由轉(zhuǎn)子鐵芯(4)、轉(zhuǎn)子內(nèi)襯套(5)和轉(zhuǎn)軸(6)組成，在轉(zhuǎn)子鐵芯(4)的軸心部位設(shè)有通孔，轉(zhuǎn)子內(nèi)襯套(5)通過(guò)過(guò)盈配合安裝在通孔中，轉(zhuǎn)軸(6)安裝在轉(zhuǎn)子內(nèi)襯套(5)中并與轉(zhuǎn)子內(nèi)襯套(5)連接為一體，轉(zhuǎn)子組件安裝在定子組件中。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的有限轉(zhuǎn)角力矩電動(dòng)機(jī)，其特征在于轉(zhuǎn)子鐵芯(4)的截面形狀為圓形與兩個(gè)矩形組合成的Φ字形狀，并且兩個(gè)矩形的最外邊為圓弧邊。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的有限轉(zhuǎn)角力矩電動(dòng)機(jī)，其特征在于在半圓瓦形的定子鐵芯 (1)的兩個(gè)端面處都分別設(shè)有極靴(1-1 )，極靴(1-1)凸出于定子鐵芯(1)的內(nèi)圓弧面，并且極靴(1-1)凸出于定子鐵芯(1)內(nèi)圓弧面的長(zhǎng)度等于或大于永磁體塊(3)凸出于定子鐵芯 (1)內(nèi)圓弧面部分的長(zhǎng)度，永磁體塊(3)被夾持在兩個(gè)極靴(1-1)之間，同時(shí)定子繞組(2)的兩組線圈分別安裝在兩個(gè)半圓瓦形的定子鐵芯(1)組成的圓筒形內(nèi)并分別套在極靴(1-1) 上。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種有限轉(zhuǎn)角力矩電動(dòng)機(jī)及其制作方法，本發(fā)明將定子組件中的定子鐵芯制作成兩個(gè)半圓瓦形的定子鐵芯，然后將這兩個(gè)半圓瓦形的定子鐵芯與兩個(gè)永磁體塊通過(guò)粘接的方式組合在一起形成一個(gè)圓筒形，同時(shí)使兩個(gè)永磁體塊的一部分分別凸出于定子鐵芯的內(nèi)圓弧表面，然后將兩組集中繞制并且繞向相反的線圈串聯(lián)在一起后分別放在定子鐵芯內(nèi)并分別套在永磁體塊上作為定子繞組；采用沖片疊裝的方式制作轉(zhuǎn)子鐵芯,在轉(zhuǎn)子鐵芯通孔中固定一個(gè)采用磁溫度補(bǔ)償合金材料制作的轉(zhuǎn)子內(nèi)襯套。本發(fā)明具有加工效率高、可靠性高、體積小、重量輕、溫度補(bǔ)償特性好等特點(diǎn)，特別適用于要求體積小、輸出力矩大的應(yīng)用場(chǎng)合。
文檔編號(hào)H02K3/28GK102347669SQ20101024608
公開(kāi)日2012年2月8日 申請(qǐng)日期2010年8月5日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月5日
發(fā)明者孫江, 趙飛, 陳強(qiáng) 申請(qǐng)人:中國(guó)江南航天工業(yè)集團(tuán)林泉電機(jī)廠