[实用新型]一种用于锻压机的直驱式永磁交流伺服电机

说明书

技术领域

本实用新型涉及电机技术领域，具体涉及一种用于锻压机的直驱式永磁交流伺服电机。

背景技术

锻压机是金属成型中重要的设备。锻压机对驱动电机的效率、成本、出力、加工精度要求越来越高，这要求电机的效率高、转矩密度高、转矩脉动低、转速平稳、过载能力高、控制精度高。

现有的锻压机驱动电机主要分为两种，分别为异步电机和永磁伺服电机。

在现有技术中，异步电机转子会产生损耗，电机效率低，转子发热严重，会缩短电机寿命。异步电机的功率因数较低，驱动装置容量大，成本非常高。异步转矩密度、功率密度低，电机体积重量较大，不利于快速启动和准停，电机响应慢。异步电机控制复杂，调速控制器成本高，不容易实现速度的调节以达到节能的效果。

现有技术中用于锻压机的永磁同步电机，一般为电机加传动机构的结构形式，此类电机经过传动机构会造成能耗增大、效率下降；电机转矩脉动大，会导致电机转速波动大、运行平稳度低，最终表现为加工精度低。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本实用新型提供了一种用于锻压机的直驱式永磁交流伺服电机，既具有高转矩密度、高功率密度、响应快的优势，也具有气隙磁场谐波小、反电势正弦度高和转矩波动小的优点，还具有高过载能力、高机械强度、散热快的特点，尤其适用于锻压机领域。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种用于锻压机的直驱式永磁交流伺服电机，该电机包括：转轴、前轴承、前端盖、后轴承、后端盖以及机壳共同构成的电机外壳、固定在机壳内壁的定子以及套设于转轴上并与定子相对间隔设置转子，其中，所述转子为表贴式磁极结构，包括沿转轴轴向叠压的转子铁芯，转子铁芯设置有通孔，远离轴孔外侧并沿转子铁芯周向均匀间隔设置多极磁极，每极磁极各自由一块永磁体组成，每极磁极呈瓦片型结构并粘贴于对应的转子铁芯表面，每极磁极具有偏心距结构所述定子包括定子铁芯，该定子铁芯的外壁上形成有多个冷却管道槽，这些冷却管道槽为矩形螺旋槽并用于嵌入冷却铜管；定子铁芯的内壁上具备多个沿其周向排列的定子齿，每个定子齿的弧形端面上设置一个圆弧辅助槽；相邻定子齿间形成定子槽；三相绕组嵌放于定子槽内，用于感应电势、产生电磁转矩，以实现能量转换。

作为进一步优选地，所述磁极的充磁方向为平行充磁。

作为进一步优选地，所述磁极的偏心距为50mm，即磁极上表面圆弧与下表面圆弧不同心，两者圆心在同一竖直直线上相对偏移50mm。

作为进一步优选地，所述转子铁芯通孔沿圆周方向360°设置，共8个，该8个通孔构成平行结构，每个通孔半径为8～12mm。

可根据实际需要调整通孔的位置、大小和个数，达到调整电机的转动惯量、重量的目的。

作为进一步优选地，所述圆弧辅助槽的半径为1～1.5mm，圆弧辅助槽圆心位于定子齿弧形端面径向中心线上。

作为进一步优选地，所述用于锻压机的直驱式永磁交流伺服电机为8极48槽结构，绕组节距为5。

总体而言，通过本实用新型所构思的以上技术方案与现有技术相比，本实用新型所取得的有益效果如下：

（1）磁极采用偏心距结构，减小了电机的气隙磁场谐波，增加电机气隙磁场的正弦度，削弱了电机的转矩波动，提高了锻压机的加工精度；

（2）转子铁芯设置有通孔，通孔的存在可以减小电机的转动惯量，提高电机的响应速度，可实现快速启停、转速快速改变的要求;

（3）定子齿端面采用一个圆弧形的辅助槽结构，提高电机转矩密度的同时，削弱了电机的齿槽转矩，减小了电机的气隙磁场谐波，提高了气隙磁场和反电势的正弦度，减小了电机的转矩波动和转速波动，最终可达到提高转速平稳度以及提高加工精度的目的；

（4）通过在定子外壁上设置水冷却管道槽，一方面增大与定子铁芯接触的冷却面积，另一方面将冷却铜管嵌于水冷却管道槽内，水流在冷却铜管中流通，带走定子热量；且结构简单，加工简单且成本低，提高电机转矩密度和功率密度的同时，加快了电机的散热，提高了电机的寿命；此外，可以提高电机的过载能力；

（5）所述电机直接驱动锻压机的直驱式结构，不经过传动机构，形成直驱式结构，电机结构简单紧凑，转矩脉动低、运行平稳度高，在提高电机效率的同时提高锻压机的加工精度。

附图说明

图1是本实用新型实施例的锻压机的直驱式永磁交流伺服电机结构示意图；

图2是本实用新型的转子结构示意图；

图3是本实用新型的定子结构示意图。