[发明专利]具有自定位功能的有限转角无刷力矩电机

说明书

技术领域

本发明属于电机技术领域，涉及力矩电机，尤其是一种具有自定位功能的有限转角无刷力矩电机。 

背景技术

在坦克、侦察车等特殊的作战车种中，力矩电机作为提供力矩输出的执行元件，需要具有高可靠性、快速响应、大力矩、冲击条件下运转平稳、防腐蚀性、低静摩擦力矩等特点。传统的永磁力矩电机大都采用有刷结构，电机线圈嵌在定子槽里。有刷电机的这种结构决定了电机可靠性较差，且需要定期维护。由于电刷和换向器之间的摩擦及齿槽效应，静摩擦力矩会提高，并且很难实现低速下的平稳运转。若采用减速机构，电机虽可以在低速下运行，齿槽效应明显减弱，但又会产生空回现象，系统的可靠性仍会降低。采用传统的无刷力矩电机同样存在齿槽效应的问题，并且由于换相需要霍尔元件和控制电路，这会进一步降低系统的可靠性。 

通过检索，发现两篇有关力矩电机的专利文献，1、一种涉及电机主要用于电动车辆的直流变频无刷力矩电机(CN101043155)，其中部矽钢冲片叠组，构成电机定子部件，矽钢冲片上设有9个呈周向均布的心形槽或直槽，该为电机绕组线圈槽；外套磁圈，磁圈固定在磁圈支架上，通过主轴轴承和电机端盖构成电机转子部件，磁圈由10片瓦状并按N-S-N-S方式圆周均布的磁钢组成，构成5对磁场；相应的电机三相绕组为9组线圈，并依照排列顺序和连接顺序每两组相邻两边相互重叠放在9个绕线槽里；每隔三槽设有一个电磁控制元件霍尔，设定相角为240°。当通电时，主轴固定，转子转动。本发明具有转速高、效率高、耗材省等优点。2、一种双控双驱永磁直流无刷力矩电机(CN201414062)，包括转子和定子，所述的定子上设置的电枢极数量为36个，36个电枢极圆周360°均分为4等份，每等份内有9个电枢极，所述的转子上设置的与定子相对应的永磁磁钢的数量为32片，32片永磁磁钢圆周360°均分为4等份，每等份内有8片永磁磁钢，每90°对角相加的电枢极数量为18个，永磁磁钢的数量为16片，每90°对角相加的18个电枢极为一组三相绕组，圆周360°内有两组三相绕组。本发明与同类型体积的电机相比电机输出扭矩大、发热量低、能量转换效率高。 

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种具有自定位功能的有限转角无刷力矩电机，该电机在有限角度内，结构简单、可靠性高、响应迅速、无齿槽效应、 低静摩擦力矩、无需霍尔元件和控制电路、能够实现低速和冲击条件下平稳运转。 

本发明技术方案是： 

一种具有自定位功能的有限转角无刷力矩电机，包括定子组件、转子组件、连接轴、轴承及底座、机盖，连接轴的两侧装配面分别采用轴承与底座及机盖滑动安装，在机壳内的连接轴上同轴固装转子组件，转子组件由磁钢及转子导磁环构成，在机壳内的底座上固装定子组件，定子组件由定子导磁环、线圈及磁环固定块构成，其特征在于： 

(1)所述转子组件的磁钢和转子导磁环紧密固装成一个整体，转子组件中心孔同轴安装连接轴； 

(2)所述定子组件的定子导磁环由导磁材料直接加工成一个光滑的圆环，绕组直接环绕安装在定子导磁环上内、外环面； 

(3)所述轴承与连接轴用防尘螺母装配，再装配锁母进行锁紧，最后安装转子组件的限位螺钉。 

而且，所述底座与定子组件的安装结构是：在底座上制有径向的内环装配面，定子组件有外环装配面，通过紧固螺钉进行紧固。 

而且，所述机壳上安装有引出线，该引出线采用压线片和压线螺钉进行固定。 

本发明的优点和有益效果为： 

1、本发明的转子组件由转子导磁环和一对或多对N-S相间分布的永磁体磁钢构成一个整体，转子组件中心孔直接安装连接轴，将磁钢和转子导磁环做成一个整体后，结构紧凑，可靠性高。

2、本发明的定子组件由定子导磁环、磁环固定块及线圈构成，定子导磁环由导磁材料直接加工成一个光滑的圆环，绕组是直接环绕在定子导磁环上的，绕组的有效部分——也就是产生力矩的部分只限于内环面上的导体，其余都是不能产生力矩的“连接线”，或者说一匝线圈只有一个有效边，这种结构虽然浪费了铜线，却有效的克服了齿槽效应，降低了静摩擦力矩，增强了转动平稳性。