[发明专利]基于位置反馈结构的交流伺服电机

说明书

技术领域

本发明涉及到基于位置反馈结构的交流伺服电机，属于控制调节系统领域。

背景技术

位置伺服系统作为一种具有足够的位置控制精度、位置跟踪精度和足够快的跟踪速度的自动控制系统，在许多高科技领域得到了非常广泛的应用，如激光加工、机器人、数控机床、大规模集成电路制造，办公自动化设备、雷达和各种军用武器隧洞系统以及柔性制造系统等等。位置伺服系统包括机械执行机构和电器自动控制两大组成部分。例如一个数控机床的进给驱动位置伺服系统的机械执行机构常包括工作台或刀架、滚珠丝杠、导轨和减速齿轮等等，电气自动控制部分则包括交流或直流伺服电机、驱动功率放大器、反馈检测传感器和控制调节器等等。

长久以来直流伺服电机由于转矩大、转子的转动惯量小，能够获得大的加速度，得到了广泛的应用。但是直流伺服电机的维护要求相当高，由于电机转子绕组产生的热量相当大，会使线圈本身和绝缘的温度升高，线圈温度升高会使端子间的电阻增大，由此造成电机的机械时间常数降低，性能变坏；而且温度升高会使绝缘材料的绝缘性能降低。另外，直流电机利用电刷和换向器进行电流的换向，电刷和换向器之间是滑动接触，两者之间产生火花并有磨损，因此换向器表面和电刷都需要维护保养。实际应用中一台机器往往包含许多个电机，使用很多机械结构，如果每台电机都需要保养维护，故障率大大增加。另外对于组装以后很难拆卸的机械设备来说，从机械上取下发生故障或需要维修的电机往往非常困难。

交流伺服电机相对于直流伺服电机来说最大的优点是无刷化。与直流伺服电机相比，交流伺服电机中的转子和定子的电气作用是相反的，直流伺服电机中产生力矩的磁场磁通是静止的，而交流伺服电机中磁场和转子一起旋转。另外，电枢即为了产生力矩流过电流的绕组在直流伺服电机中是旋转的，在交流伺服电机中则是定子不动。

传统的交流伺服电机属于现有技术，例如在文献CN202004556U中公开了一种新型三相交流伺服电机，包括波形弹簧垫、前轴承、前端盖、机座、有绕组定子铁心、转子轭、轴、接线盒、后轴承、旋转变压器(定转子)、旋转变压器压板、后端盖、旋转变压器紧固套、旋转变压器盖、轴流风机组成；有绕组定子铁心安装在机座内成为定子，转子轭安装在电机轴上成为转子，前端盖、后端盖与定子连接固定成电机壳体，转子由前后轴承组件支撑安装在电机壳体内，旋转变压器(转子)固定在转子的非轴伸端上，旋转变压器(定子)固定在后端盖上，用旋转变压器盖防护固定在后端盖上，轴流风机固定在后端盖上，前轴承组件与前端盖间设置波形弹簧垫，定子上面通过螺栓连接接线盒，电机轴伸端伸出前端盖，在轴伸端键槽中安装键。所述定子绕组采用正弦绕组，具有基波分布系数高和谐波含量低的特点，有助于降低损耗，提高电机效率，降低噪声。所述转子为转子冲片叠压而成，转子冲片为硅钢片制成，在冲片上设有大小相同且均匀分布的若干通孔，用以通风冷却，减少转子的发热量，转子表面粘贴有瓦片形高性能钕铁硼永磁磁钢，抗去磁能力强，并用无纬带均匀绑扎，防止磁性材料脱落。该三相交流伺服电机的定子绕组采用正弦绕组，转子冲片为硅钢片制成，冲片上设有大小相同且均匀分布的若干通孔，转子表面粘有高性能的永磁体，定子、转子损耗小，电机噪声低、效率高，功率密度大，在相同的电机体积下，可输出更大转矩；与同功率的普通电机相比，具有体积小，重量轻，具有较高的过载能力，功率因数高；与伺服控制系统配套使用，调速方便正确，达到高效节能、降低噪声的目的。