[发明专利]一种高精度双圈磁钢无刷直流电机

说明书

一种高精度双圈磁钢无刷直流电机，包括转子系统和定子系统，转子系统包括：外安装套、外导磁环、外导磁环锁母、外梯形磁钢、外上梯形垫环、外下梯形垫环、外磁钢锁母、转盘、外组件锁母、内安装套、内导磁环、内导磁环锁母、内梯形磁钢、内上梯形垫环、内下梯形垫环、内磁钢锁母、内组件锁母；定子系统包括：定子骨架、铝基板、绕组和环氧树脂胶。本发明采用无定子铁芯的双圈非等厚瓦片式磁钢结构，克服了铁芯引起的磁滞和涡流损耗，消除了齿槽引起的转矩脉动，增强气隙磁密，增大输出力矩。此外，采用双圈非等厚瓦片式磁钢部分补偿了磁钢拼接缝处的漏磁，拓宽了气隙磁密平顶宽度，进一步降低了转矩脉动，提高了力矩精度。

技术领域

本发明涉及一种永磁无刷直流电机，尤其是一种转矩脉动小、输出力矩大的高精度双圈磁钢无刷直流电机，属于电机领域，适用于低功耗、大力矩场合，特别适用于对输出转速精度要求较高的场合。

背景技术

反作用飞轮工作在零转速附近，通过改变的转速大小和正负方向输出控制力矩。偏置动量轮工作在一定的高速附近，通过加减速输出控制力矩。姿控储能飞轮转速更高，通过成对反向放置的飞轮同时加减速，存储释放动能，改变角速度大小输出控制力矩。框架飞轮通过偏转磁轴承迫使高速转子旋转轴方向发生小角度改变，产生进度，输出瞬间较大控制力矩。控制力矩陀螺通过框架电机驱使高速转子旋转轴沿周向连续进动，输出连续控制力矩。上述惯性执行机构均是通过电机驱动转子旋转，电机力矩精度决定了反作用飞轮、偏置动量轮、姿控储能飞轮的速率跟踪精度和框架飞轮和控制力矩陀螺的稳速精度，间接影响惯性执行机构的控制力矩精度。

授权发明专利200910188716.8所述无刷直流电机，采用定子铁芯结构，电机高速运转时存在较大磁滞和涡流损耗，其定子上的齿槽会导致电机运转时产生齿槽转矩脉动，降低了电机力矩精度。为克服上述缺点，授权发明专利200410101898.8所述的一种无定子铁芯无刷直流电动机，采用空心杯定子代替定子铁芯，降低了电机功耗，提升了电机输出力矩精度，但其等效气隙大，气隙磁密低，导致输出力矩偏小。为提高电机输出力矩，申请专利201410291690.0所述的一种飞轮用双磁钢双转子永磁电机，将磁钢放置于气隙径向两侧，提高了气隙回路磁动势，进而提高气隙磁密大小。但磁钢拼接缝处存在端部漏磁，缩小了气隙磁密波形平顶宽度，增大了电机转矩脉动，降低了输出力矩精度。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提出输出力矩大、一种转矩脉动小、力矩精度高的一种高精度双圈磁钢无刷直流电机，可作为惯性执行机构用高精度驱动部件。