[发明专利]具有布置在柱之间的永磁体的轴向间隙电机

说明书

本发明公开了一种电机，该电机具有定子，该定子具有电磁元件阵列。转子安装在轴承上并且具有转子柱阵列。所述转子柱各自具有限定相对端的长度并且所述转子柱阵列在垂直于转子柱中的每一者的长度的方向上沿转子延伸。转子具有放置在多个转子柱之间的限定磁极的电磁元件。当定子和转子处于操作位置时，在转子和定子之间形成气隙。多个转子通量限制器在转子上形成，并且每个转子通量限制器与转子柱的相对端中的一者相邻放置。

技术领域

电机。

背景技术

在电机的设计中，根据预期应用和机器的期望性能特性来选择结构参数诸如槽数是已知的。然而，并非所有的结构参数值都在实践中使用。电机的性能保有提升的空间，特别是在机器人技术方面。

电机通常使用缠绕在软磁性的定子柱(齿)周围的导电线匝来生成通量。这种类型的马达构造的制造过程可能是耗时且昂贵的。同样，此类马达通常具有扭矩质量比，这使得它们在移动的致动器应用中相对沉重，诸如在机器人技术中，其中上游致动器必须支撑和加速下游致动器的重量。

由于转子和定子之间的永磁力高，因此常见的永磁直驱马达可能难以组装。这些高磁力通常需要用于组装的复杂的固定装置，以避免在将转子和定子放在一起时损坏零件和对人员造成伤害。

在许多运动控制设备(诸如机械臂关节)中使用的大直径、低轮廓的轴承通常必须在物理上被保持在外壳中以防止轴承组件分离。与较大直径、较小直径的轴承相比，许多低轮廓的轴承的公差趋于相对较低。此外，轴承通常需要可调节的预载荷，该预载荷通常由螺纹成形或其他类型的构件提供。这很难适配在低轮廓组件中，并且对于薄壁轴承而言尤其具有挑战性。

在常见的轴向通量致动器中，轴承位于转子的磁活跃区段的内径处。这种设置是一种常见的做法，因为将轴承放置在转子的外径处引起更大的拉扯作用，并且随着轴承直径增大，整个轴承轮廓增大。转子OD上的轴承也将倾向于限制设备的旋转速度。

为了使单个内轴承与单个转子/单个定子一起工作，转子和定子结构必须加厚以提供更硬的结构以减小偏转，或者必须增大气隙距离以容纳转子和定子偏转。第一种方法导致设备更重且封装更大，这减小了致动器加速度和扭矩密度。后一种方法由于气隙距离更大而导致扭矩减小。

发明内容

发明人已经提出一种电机，该电机具有特别适用于机器人技术的新的结构参数范围，连同电机的附加新特征。

在一个实施方案中，提供了一种电动马达，该电动马达具有定子和转子，该定子具有电磁元件阵列，该定子安装在轴承上。转子具有转子柱阵列，所述转子柱中的每一者具有限定相对端的长度，并且所述转子柱阵列沿垂直于转子柱中的每一者的长度的方向沿转子延伸。转子具有放置在多个转子柱之间的限定磁极的电磁元件。当定子和转子处于操作位置时，在转子和定子之间形成气隙。在转子上形成多个转子通量限制器。多个转子通量限制器中的每一者各自与转子柱的相对端中的一者相邻放置。