專利名稱：直驅(qū)電機的磁極結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及直驅(qū)電機技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種高精度永磁直驅(qū)電機的磁極結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)伺服機構(gòu)多采用旋轉(zhuǎn)電機經(jīng)傳動裝置(如同步帶、滾珠絲杠等)將旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)化為直線運動或者通過減速齒輪將伺服電機的力矩增大來實現(xiàn)，由于傳動鏈長，不可避免地存在間隙和非線性誤差，令電機控制精度和速度受限。基于直驅(qū)電機的直接傳動技術(shù)由于其省去了復(fù)雜的中間傳動機構(gòu)，令傳動系統(tǒng)整體精度和響應(yīng)速度大大提高。其應(yīng)用領(lǐng)域正在逐漸擴大。直驅(qū)電機(直接驅(qū)動式電機的簡稱)可分為直線電機和力矩電機，其中直線電機10 的結(jié)構(gòu)如圖1所示，力矩電機20的結(jié)構(gòu)如圖2所示(圖中箭頭方向為充磁方向)。無論是直線電機10還是力矩電機20，其磁極磁通密度由于其生產(chǎn)原料和充磁工藝等限制無法做到較高的一致性，其差別主要在于永磁體作為磁極時，磁極的兩側(cè)磁通密度差值較大，宏觀上表現(xiàn)為各個充磁方向不一致，從而使實際電機的推力波動，轉(zhuǎn)矩波動和噪音等參數(shù)與理論設(shè)計的水平相差較大。有鑒于此，現(xiàn)有技術(shù)尚有待改進和發(fā)展。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，本發(fā)明的目的在于提供一種直驅(qū)電機的磁極結(jié)構(gòu)，以解決現(xiàn)有的表面貼裝永磁體的直驅(qū)電機存在的永磁體磁極磁通密度相差較大、一致性較差，從而導(dǎo)致直驅(qū)電機推力波動，轉(zhuǎn)矩波動和噪音較大等問題。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采取了以下技術(shù)方案
一種直驅(qū)電機的磁極結(jié)構(gòu)，所述直驅(qū)電機的表面貼裝有永磁鐵，其中，所述磁極結(jié)構(gòu)包括若干個永磁體磁極和固定裝置；
所述永磁鐵磁極均勻分布在固定裝置上，且相鄰的永磁體磁極的充磁方向相反，所述永磁體磁極的圓弧面的方向朝上，所述圓弧面的中心線與永磁體磁極的中軸線重合。所述的直驅(qū)電機的磁極結(jié)構(gòu)，其中，所述固定裝置為定子底板。所述的直驅(qū)電機的磁極結(jié)構(gòu)，其中，所述永磁體磁極和定子底板采用環(huán)氧樹脂粘接后整體灌封。所述的直驅(qū)電機的磁極結(jié)構(gòu)，其中，所述固定裝置為轉(zhuǎn)子鐵芯。所述的直驅(qū)電機的磁極結(jié)構(gòu)，其中，所述永磁體磁極和轉(zhuǎn)子鐵芯采用環(huán)氧樹脂粘接后整體灌封。所述的直驅(qū)電機的磁極結(jié)構(gòu)，其中，所述永磁體磁極的圓弧面的半徑與高度比值范圍為9 1到10 :1ο本發(fā)明提供的表面貼裝有永磁鐵的直驅(qū)電機的磁極結(jié)構(gòu)，所述磁極結(jié)構(gòu)包括若干個永磁體磁極和固定裝置；所述永磁鐵磁極均勻分布在固定裝置上，且相鄰的永磁體磁極的充磁方向相反，所述永磁體磁極的圓弧面的方向朝上，所述圓弧面的中心線與永磁體磁極的中軸線重合。通過本發(fā)明的直驅(qū)電機的磁極結(jié)構(gòu)使磁極的兩側(cè)距離動子的距離逐漸增加，從而使磁極兩側(cè)的磁通密度迅速衰減，使磁極兩側(cè)的磁通密度差值也隨之減小，從而從而大幅度提高了整個電機永磁體磁極的一致性，降低了電機在運行過程中的推力波動、 轉(zhuǎn)矩波動和噪音，具有很強的市場競爭力。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)的直線電機的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為現(xiàn)有技術(shù)的力矩電機的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為本發(fā)明的第一實施例的直驅(qū)電機的磁極結(jié)構(gòu)的示意圖。圖4為本發(fā)明的第二實施例的直驅(qū)電機的磁極結(jié)構(gòu)的示意圖。圖5為本發(fā)明的永磁體磁極的示意圖。
具體實施例方式本發(fā)明提供了一種直驅(qū)電機的磁極結(jié)構(gòu)。為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及效果更加清楚、明確，以下參照附圖并舉實例對本發(fā)明進一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。我們知道，因為空氣的磁阻非常大，磁感線在空氣中分散的非常快，反映在磁通密度上就是在空氣中磁通密度隨測試點與永磁體表面距離的增加而迅速衰減。本發(fā)明的直驅(qū)電機的磁極結(jié)構(gòu)便是基于這個原理，使磁極的兩側(cè)距離動子的距離逐漸增加，從而使磁極兩側(cè)的磁通密度迅速衰減，這樣原磁極兩側(cè)的磁通密度差值就隨之減小。下面詳細(xì)來介紹一下本發(fā)明的直驅(qū)電機的磁極結(jié)構(gòu)是如何來達(dá)到上述效果的。本發(fā)明的直驅(qū)電機的磁極結(jié)構(gòu)包括若干個永磁體磁極和固定裝置；所述永磁鐵磁極均勻分布在固定裝置上，且相鄰的永磁體磁極的充磁方向相反，所述永磁體磁極的圓弧面的方向朝上，所述圓弧面的中心線與永磁體磁極的中軸線重合。因為，直驅(qū)電機可以分為直線電機和力矩電機，如圖1和圖2所示。故此，我們分別以直線電機和力矩電機為例來說明本發(fā)明的直驅(qū)電機的磁極結(jié)構(gòu)。請參閱圖3，其為本發(fā)明的第一實施例的直驅(qū)電機的磁極結(jié)構(gòu)的示意圖。如圖所示，本發(fā)明的第一實施例的直驅(qū)電機為直線電機。其包括若干個永磁體磁極2和定子底板 3 ；所述永磁鐵磁極2均勻分布在定子底板3上，且相鄰的永磁體磁極2的充磁方向相反(如圖中所述的箭頭方向為相反的)，所述永磁體磁極2的圓弧面的方向朝上，所述圓弧面的中心線與永磁體磁極的中軸線重合，即永磁體磁極2的磁極左右兩側(cè)以永磁體磁極的中軸線為對稱軸。具體說來，請一并參閱圖5，因為永磁體磁極2 (陰影部分為永磁體磁極2，其余為輔助線)的外表面為圓弧面，故此，其左右兩側(cè)(磁極左側(cè)21和磁極右側(cè)22)距離動子的距離逐漸增大中間距離動子的距離最近，左右兩側(cè)距離動子的距離最遠(yuǎn)。這樣一來，磁極兩側(cè)的磁通密度迅速衰減，這樣原磁極兩側(cè)的磁通密度差值就隨之減小。這樣一來，緩解了因充磁工藝條件不一致造成的永磁體兩邊端磁通密度差值較大的情況，從而大幅度提高了整個電機永磁體磁極的一致性，降低了電機在運行過程中的推力波動，轉(zhuǎn)矩波動和噪音。
同樣地，當(dāng)所述直驅(qū)電機為力矩電機時，如圖4所示，其包括若干個永磁體磁極2 和轉(zhuǎn)子鐵芯4 ；所述永磁鐵磁極2均勻分布在轉(zhuǎn)子鐵芯4上，且相鄰的永磁體磁極2的充磁方向相反(如圖中所述的箭頭方向為相反的)。其永磁體磁極2的結(jié)構(gòu)與直線電機中的相同， 為了描述簡單，在這里就不再贅述了。進一步地，所述永磁體磁極和固定裝置(包括定子底板3和轉(zhuǎn)子鐵芯4)可以采用環(huán)氧樹脂粘接后整體灌封。如圖3所示，1為環(huán)氧灌封膠，將永磁體磁極和定子底板3粘接后整體灌封。另外，考慮到永磁體加工的工藝性，如圖5所示，所述永磁體磁極的圓弧面的半徑為H，所述永磁體磁極的圓弧面的高度為h，且滿足H比h的比值范圍為9比1到10比1 之間。綜上所述，本發(fā)明提供的表面貼裝有永磁鐵的直驅(qū)電機的磁極結(jié)構(gòu)，所述磁極結(jié)構(gòu)包括若干個永磁體磁極和固定裝置；所述永磁鐵磁極均勻分布在固定裝置上，且相鄰的永磁體磁極的充磁方向相反，所述永磁體磁極的圓弧面的方向朝上，所述圓弧面的中心線與永磁體磁極的中軸線重合。通過本發(fā)明的直驅(qū)電機的磁極結(jié)構(gòu)使磁極的兩側(cè)距離動子的距離逐漸增加，從而使磁極兩側(cè)的磁通密度迅速衰減，使磁極兩側(cè)的磁通密度差值也隨之減小，從而從而大幅度提高了整個電機永磁體磁極的一致性，降低了電機在運行過程中的推力波動、轉(zhuǎn)矩波動和噪音，具有很強的市場競爭力?？梢岳斫獾氖牵瑢Ρ绢I(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，可以根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案及其發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變，而所有這些改變或替換都應(yīng)屬于本發(fā)明所附的權(quán)利要求的保護范圍。
權(quán)利要求
1.一種直驅(qū)電機的磁極結(jié)構(gòu)，所述直驅(qū)電機的表面貼裝有永磁鐵，其特征在于，所述磁極結(jié)構(gòu)包括若干個永磁體磁極和固定裝置；所述永磁鐵磁極均勻分布在固定裝置上，且相鄰的永磁體磁極的充磁方向相反，所述永磁體磁極的圓弧面的方向朝上，所述圓弧面的中心線與永磁體磁極的中軸線重合。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直驅(qū)電機的磁極結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述固定裝置為定子底板。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的直驅(qū)電機的磁極結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述永磁體磁極和定子底板采用環(huán)氧樹脂粘接后整體灌封。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直驅(qū)電機的磁極結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述固定裝置為轉(zhuǎn)子鐵-I-H心。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的直驅(qū)電機的磁極結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述永磁體磁極和轉(zhuǎn)子鐵芯采用環(huán)氧樹脂粘接后整體灌封。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直驅(qū)電機的磁極結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述永磁體磁極的圓弧面的半徑與高度比值范圍為9 1到10 :1。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種直驅(qū)電機的磁極結(jié)構(gòu)，所述磁極結(jié)構(gòu)包括若干個永磁體磁極和固定裝置；所述永磁鐵磁極均勻分布在固定裝置上，且相鄰的永磁體磁極的充磁方向相反，所述永磁體磁極的圓弧面的方向朝上，所述圓弧面的中心線與永磁體磁極的中軸線重合。通過本發(fā)明的直驅(qū)電機的磁極結(jié)構(gòu)使磁極的兩側(cè)距離動子的距離逐漸增加，從而使磁極兩側(cè)的磁通密度迅速衰減，使磁極兩側(cè)的磁通密度差值也隨之減小，從而從而大幅度提高了整個電機永磁體磁極的一致性，降低了電機在運行過程中的推力波動、轉(zhuǎn)矩波動和噪音，具有很強的市場競爭力。
文檔編號H02K1/17GK102510144SQ20111035480
公開日2012年6月20日 申請日期2011年11月10日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月10日
發(fā)明者蘇煥宇, 諶國權(quán), 譚銘志 申請人:長沙一派數(shù)控機床有限公司