[实用新型]一种航天机电部件用空心杯电机转子

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种空心杯电机转子结构，特别是一种航天机电部件用转子，可适用于飞轮、控制力矩陀螺等需输出大力矩机构的驱动部件。

背景技术

现有的在航天机电产品上广泛采用的空心杯电机结构为可拆卸式电机转子，结合无铁心定子使用。其中转子包括外转子(包括外转子轭和永磁体)、内转子，内转子由导磁材料组成，同外转子形成磁回路，有着结构简单、可靠性高的优点。但电机力矩系数的大小受电机转子部分的影响主要体现在磁钢体积和磁间隙方面。为避免因温度升高等环境条件带来的定转子间隙形变而导致电机卡死，在使用中希望电机磁间隙能够尽量大。而在有体积重量限制的前提下，电机磁间隙大将导致力矩系数难以提高。故现有的航天机电部件用空心杯电机转子存在受体积限制而难以大幅度提高力矩系数的约束。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种航天机电部件用空心杯电机转子，该空心杯电机转子的磁场强度由外转子和内转子上的磁钢叠加产生，在满足电机转子体积要求的前提下保证了较大的磁间隙，能大大提高电机的力矩系数，且加工方便。

本实用新型的上述目的是通过如下技术方案予以实现的：

一种航天机电部件用空心杯电机转子，由转子壳、外磁轭、外磁钢、内磁轭和内磁钢组成，其中外磁轭与外磁钢组成外磁钢组件，内磁轭与内磁钢组成内磁钢组件，内磁钢组件与外磁钢组件均与转子壳连接并形成磁通回路，外磁钢组件的内圆面与内磁钢组件的外圆面形成磁气隙。

在上述航天机电部件用空心杯电机转子中，外磁钢组件由外磁轭和外磁钢通过粘结剂粘接组成，内磁钢组件由内磁轭和内磁钢通过粘结剂粘接组成，粘结剂为环氧胶。

在上述航天机电部件用空心杯电机转子中，磁气隙为4mm～10mm，优选8mm～10mm。

在上述航天机电部件用空心杯电机转子中，内磁钢组件与外磁钢组件均通过螺钉与转子壳连接固定。

在上述航天机电部件用空心杯电机转子中，外磁钢和内磁钢均沿径向充磁，一个外磁钢与一个内磁钢组成一对磁极，并且任意相邻的两对磁极之间的极性相反。

在上述航天机电部件用空心杯电机转子中，外磁钢和内磁钢采用稀土永磁材料或铁氧体永磁材料制成。

在上述航天机电部件用空心杯电机转子中，转子壳采用不导磁材料制成，且不导磁材料为铝或铝合金。

在上述航天机电部件用空心杯电机转子中，外磁轭与内磁轭均采用高电阻率的导磁材料制成，导磁材料的电阻率大于0.55×10^-6Ωm。

本实用新型与现有技术相比的优点如下：

(1)本实用新型电机转子采用双磁钢组件结构，磁间隙中的磁场强度由外转子和内转子上的磁钢叠加产生，使得电机的有效磁场强度大大增加，与传统空心杯电机转子结构相比，能大大增加电机的力矩系数；

(2)本实用新型电机转子在结构设计中首次采用双永磁势磁路设计方法，内、外磁钢严格按照设计顺序依次排列，并且针对双磁钢结构首次采用了靠磁场力自动调整内外磁钢相对位置的的内外转子安装工艺，保证磁场强度的大小和分布均匀；

(3)本实用新型电机转子的磁气隙最大可以达到8mm～10mm，从而使得定子装入后，定子外圆与外转子组件内圆的间隙以及定子内圆与内转子组件外圆的间隙均能达到1mm-3mm左右。试验证明在上述磁气隙范围内，能有效控制空心杯电机工作时受环境温度影响产生的定转子形变量对磁间隙的影响，避免电机卡死；

(4)本实用新型电机转子结构简单，可靠性高，寿命长，在航天机电产品中具有极好的应用前景。

附图说明

图1为本实用新型航天机电部件用空心杯电机转子结构的剖面图(40对磁极)；

图2为本实用新型航天机电部件用空心杯电机转子结构的端面图(40对磁极)。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细的描述：

本实用新型的原理如下：

内、外磁钢组件上的磁钢给空心杯电机提供永磁偏置磁场，同定子组件中的通电导线发生作用，使电机转子受到切向力的作用而转动。转子磁场的磁场强度直接影响电机的力矩系数，采用本实用新型的双磁钢组件结构，磁间隙中的磁场强度由外转子和内转子上的磁钢叠加产生，能大大提高电机的力矩系数，同时又能有较大的磁间隙，能有效控制空心杯电机工作时受环境影响产生的定转子形变量对磁间隙的影响，避免电机卡死。

下面以40对磁极为例进行说明：