[发明专利]一种组合式多齿定子铁心混合励磁开关磁通电机

说明书

技术领域

本发明属于机电设备伺服直驱电机领域，特别涉及一种组合式多齿定子铁心混合励磁开关磁通电机。

背景技术

现代机电设备使用交流伺服电机直接驱动能有效提高设备工作效率和运行精度，现有的交流伺服电机普遍设计为转子永磁电机结构，其与机电设备连接的转子装有永磁磁钢，在设备长期负载运行和振动的环境下容易造成损坏，且磁钢内由涡流产生的热量难以散热，容易使磁钢产生不可逆退磁。开关磁通电机是一种磁钢安装在电机定子上的一种永磁电机，电机转子只存在导磁铁心，结构上具有很强的鲁棒性，在电机定子上的磁钢和电枢绕组所产生的热量可通过设计冷却系统进行散热，提高电机的过载能力。但同时，现有的开关磁通电机存在绕组下线困难，输出转矩波动大，励磁磁场难以调节等问题，给其应用于机电设备伺服直驱造成困难。

鉴于以上技术问题，实有必要提供一种可以克服上述缺陷的新型的开关磁通电机，用于机电设备伺服直接驱动，提高机电设备运行稳定性和鲁棒性。

发明内容

针对上述情况，为克服现有技术的缺陷，本发明的目的在于提出一种组合式多齿定子铁心混合励磁开关磁通电机，通过设计多齿铁心使开关磁通电机输出转矩波动大大减少；设计组合式定子铁心结构，便于电枢绕组的绕线安装；设置励磁绕组，有效提高电机的过载能力和弱磁升速能力。

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种组合式多齿定子铁心混合励磁开关磁通电机，包括开关磁通定子、转子铁心，以及电机轴，其中，所述电机轴置于转子铁心的中心轴上，所述转子铁心位于所述开关磁通定子的中心轴上；所述开关磁通定子包括定子铁心齿部模块，定子铁心轭部模块，电枢绕组，磁钢和励磁绕组；所述定子铁心齿部模块为多凸齿式结构，由硅钢片叠压而成，该定子铁心齿部模块的中心轴线上开设有容纳磁钢的间槽，该间槽的两侧对称设置有齿槽和凸齿；所述磁钢安装在所述间槽中，所述励磁绕组嵌套在所述齿槽上，所述电枢绕组为集中绕组结构，环套在所述述定子铁心齿部模块根部；所述定子铁心轭部模块为圆弧结构，由硅钢片叠压而成，所述定子铁心轭部模块的两个端部分别开设有L形的凹部，所述定子铁心齿部模块的根部对应设置有凸部，组装时，所述定子铁心齿部模块的凸部刚好卡在所述定子铁心轭部模块的凹部内从而实现定位固定；所述磁钢沿周向充磁，周向相邻的磁钢充磁方向相反，所述电枢绕组绕线方向一致，沿周向依次设置为A,B,C三相绕组，所述励磁绕组绕线方向一致；所述定子铁心齿部模块和定子铁心轭部模块沿周向依次组合式排放在所述安装隔磁铝套内侧，并由所述铝套端盖轴向固定；所述转子铁心为带凸齿套筒结构，为开关磁通电机转子，套装在所述电机轴上。

所述组合式多齿定子铁心混合励磁开关磁通电机被电机基座支撑，所述电机机座内壁设置有绕组进出线通孔，所述电机机座外圆周布置有轴向冷却液管道；所述电机机座轴向两端设置有端盖，所述端盖一侧外沿周向设置有冷却液流动腔，所述冷却液流动腔沿周向与相邻两个冷却液管道相连通。

所述电机轴轴向两端分别设置有轴承，所述轴承分别与所述端盖和所述电机机座连接。

本发明组合式多齿定子铁心混合励磁开关磁通电机至少具有以下优点：本发明通过设计多齿式定子铁心，削弱电机输出转矩脉动，通过设计组合式定子结构，使电机组装方便简单；通过设置励磁绕组，改变电机磁场，提高电机过载和弱磁升速的能力。另外，本发明继承传统开关磁通电机磁钢安装在定子上的结构，并通过设计冷却液循环流动系统，使得磁钢、电枢绕组和励磁绕组易于散热，提高电机的稳定性和鲁棒性。因此，相比现有的交流伺服电机，本发明电机作为机电设备伺服直驱动力源更具有优势，适应性更好。

附图说明

图1是本发明一种组合式多齿定子铁心混合励磁开关磁通电机的拓扑结构示意图；

图2是图1中的定子铁心齿部模块的结构示意图；

图3是的定子铁心轭部模块的结构示意图；

图4是图1中一个定子铁心齿部模块的三维结构示意图；

图5是本发明组合式多齿定子铁心混合励磁开关磁通电机的定子部分三维结构示意图；

图6是本发明组合式多齿定子铁心混合励磁开关磁通电机的转子部分三维结构示意图；

图7是本发明组合式多齿定子铁心混合励磁开关磁通电机的电机机座结构示意图；

图8是本发明组合式多齿定子铁心混合励磁开关磁通电机的电机端盖结构示意图；

图9是本发明组合式多齿定子铁心混合励磁开关磁通电机的整体轴向展开结构示意图；

图10是传统开关磁通电机的拓扑结构示意图；