[发明专利]一种伺服电机

说明书

伺服电机，包括壳体、定子、转子、前端盖、后端盖、滑差磁悬浮精准启停装置和编码器；定子三相短节矩线圈的定子线圈支架上开设有旋转式线圈槽，定子的三相短节矩线圈分别装设在对应的旋转式线圈槽内，转子主要是由主轴、转子磁钢保持架、八对转子磁钢、二个磁钢引擎套装配成。转子磁钢保持架截面为八角星形结构。所述转子磁钢的截面为扇形结构。八对截面为扇形的磁钢装设在截面为八角星形的保持架内。主轴的两端分别由装设在前端盖和后端盖内壁上的第一轴承室内的磁悬浮旋转轴承组件支撑。所述磁悬浮旋转轴承组件主要由高频脉冲电磁场线圈绕组和旋转磁环构成。该伺服电机不会产生磁钢脱落现象、扭矩大、机械磨损小，特别是运行稳定性好，精度高。

技术领域

本发明涉及一种电动机，特别是一种伺服电机。

背景技术

伺服电机能将电信号转化为转矩和转速以驱动控制对象，并能快速反应，在控制系统中作为执行元件，运行稳定，精度高，因此被广泛应用于机械、电力、石化、自动控制等领域。但是，目前已知的伺服电机，还存在磁钢容易脱落、定子轴易磨损、扭矩较低、运行噪音较大和精度尚不完美等不足。随着高科技自动化和机器人技术的快速发展，需要更高级的伺服电机的出现。

发明内容

本发明的目的，是提供一种伺服电机，该伺服电机不会产生磁钢脱落现象、扭矩是普通类同功率电机的1.5倍、机械磨损小，不会引起噪音，发热系数很小。

采用的技术方案是：

一种伺服电机，包括壳体、定子、转子、前端盖、后端盖、滑差磁悬浮精准启停装置和编码器，所述定子主要由定子硅钢片、线圈、绝缘材料和防脱键装配成，其特征在于：

定子线圈骨架上开设有旋转式线圈绕组槽，线圈为三相短节矩线圈，三相短节矩线圈按设计要求设置在旋转式线圈绕组槽内，由绝缘材料绝缘。三相短节矩线圈产生引波磁场与转子相互作用产生旋转力矩，驱动转子转动。由于定子采用旋转式线圈绕组槽，使电机的定转子磁路形成所需的夹角，电机堵转转矩高于普通类同功率电机的2倍，扭矩是普通类同功率电机的1.5倍。

所述转子主要是由主轴、转子磁钢保持架、磁钢、固定胶、磁钢引擎套装配成。转子磁钢保持架截面为八角星形结构。所述磁钢的截面采用扇形结构。八对截面为扇形的磁钢装设在截面为八角星形的保持架内，截面为扇形的磁钢装入后磁钢之间形成倒三角空间，然后在倒三角空间注入固定胶，磁钢与磁钢保持架形成一整体结构，并由磁钢引擎套固定在主轴上，形成扇形隅磁星形结构。八对截面为扇形的磁钢形成四极磁场。八对磁钢外部装设有磁场引擎固定罩，使得转子表面磁场均匀一致，使转子与定子之间的磁场间隙均衡一致性，保证转子运行平衡度，抖动率和跳动控制在0.001mm以下,实现平稳高精度运行。

主轴由分别装设在前端盖和后端盖内壁上的第一轴承室内的磁悬浮旋转轴承组件支撑。所述磁悬浮旋转轴承组件，主要由高频脉冲电磁场线圈(定圈)和旋转磁环(动圈)装配成。旋转磁环(动圈)固定在主轴上，高频脉冲电磁场线圈套装在旋转磁环(动圈)外部，且同轴线布设。磁悬浮旋转轴承的高频脉冲电磁场线圈在高频脉冲电场的作用下，在该线圈（定圈）与旋转磁环（动圈）之间产生相应的同性磁极电磁场，磁悬浮旋转轴承的定圈与动圈之间形成0.001—0.005mm的间隙，使转子主轴在无磨损的状态下旋转。主轴的前端由磁悬浮轴向推力轴承组件支撑。磁悬浮轴向推力轴承设置在前端盖的外壁上的第二轴承室内。

磁悬浮轴向推力轴承组件主要由高频脉冲电磁场线圈（定圈）、旋转磁环（动圈）装配成，在电场的作用下，定圈与动圈之间产生可控的电磁场，控制转子主轴不受轴向力的影响产生轴向窜动，始终保持在正常运行的位置上，确保电机平衡稳定的工作。

后端盖外侧的转子轴上装有滑差磁悬浮精准启停装置，在电机启停运行过程中，根据定子的三相短节矩线圈产生的引波磁场与转子的物理相位差，电磁场初相角位移差等参数由运算器进行算法运算，得出相应的调控指令，控制启停运行稳定度与轨迹运行过程的精度。在运行过程当中，根据目标轨迹点与调控轨迹点，修正轨迹并进行转移调控，在停止过程当中调控复原零位点。