CN102035321B - 一种双边直驱无槽力矩电机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种双边直驱无槽力矩电机，其包括定子、分别位于定子内、外圈的内、外转子以及在所述的定子一端的环形电机风冷结构；所述定子包括底座和固定在该底座上的一无槽线圈环，该线圈环由多个环形线圈组成，所述风冷结构固定在所述底座上；所述内、外转子同心连接；定子的无槽线圈环通电时，驱动内、外转子同步绕定子运动，形成内环电机和外环电机。本发明的有益效果是通过连接直驱力矩旋转电机中内转子和外转子，且可直接驱动外负载；内、外转子与具有无槽设计的定子双重作用，产生复合叠加力矩，能提高转子运动平稳性和定位精度；同时定子所具有的风冷***，有效提高电机转矩和***可靠性。

Description

一种双边直驱无槽力矩电机

【技术领域】

本发明属于电机技术领域，尤其是涉及一种直驱力矩电机。

【背景技术】

目前，在力矩旋转电机中，大多数旋转电机采用了传统的带齿槽，单作用结构机械传动的伺服电机***，这类***低速稳定性差和定位精度不高，在设计和集成方面额外使用滑轮、变速箱和皮带等需要添加的机械部件。皮带、滑轮和变速箱的维护以及这些易磨损部件的更换都需要付出昂贵的代价。

【发明内容】

为了找到一种适用于高精度，稳定性好的双边直驱无槽力矩旋转电机，本发明提供一种直接与负载连接，在旋转***中，运行平稳，定位精度高，相同体积下力矩大的力矩电机。这种设计消除旋转***中运行不稳定性，消除了所有机械传动部件，如齿轮变速箱、皮带、滑轮和连轴器。直接驱动旋转***为设计者和使用者带来了许多好处。这种设计由两个永磁同步电机集成在一起，在体积一定的情况下，增强了旋转电机的力矩。

为实现上述目的，可以采用以下的技术方案，本方案的双边直驱无槽力矩电机包括：定子、分别位于定子内、外圈的内、外转子以及位于所述的定子一端的环形电机风冷结构；

所述定子包括底座和固定在该底座上的一无槽线圈环，该线圈环由多个环形线圈组成，所述风冷结构固定在所述底座上；

所述内、外转子同心连接，所述的内转子包括内圈磁轭和内磁体，所述的外转子包括外圈磁轭和外磁体，所述的内、外转子通过内圈磁轭、外圈磁轭固定一起；定子的无槽线圈环通电时，驱动内、外转子同步绕定子运动，形成内环电机和外环电机。

其中，所述的内磁体和外磁体均为永磁体。

其中，所述的内、外磁体分别与定子线圈环的内、外环面保持一定的气隙距离。

其中，所述的电机风冷结构包括在定子线圈环一端的环形铜管、连接该铜管与气源的至少一管接口，以及均匀分布在电机磁轭的排气孔。

其中，所述的磁轭上开有风冷排气孔。

其中，所述的铜管上布满斜孔。

其中，力矩电机还包括有轴承和轴承压盖，轴承连接由内、外转子形成的倒U型结构。

其中，所述的轴承压盖包括内轴承压盖和外轴承压盖。

其中，所述无槽线圈环由环形无槽铁芯和线圈环组成，所述环形无槽铁芯套入多个线圈组成的线圈环形成所述无槽线圈环。

通过定子的无槽设计以及连接直驱力矩旋转电机中内转子和外转子，且可直接驱动外负载，内、外转子与定子双重作用，产生复合叠加力矩，使相同体积下力矩更大的力矩电机，集成了两个永磁同步电机。同时定子所具有的风冷***，更能提高转子运动平稳性和定位精度。

【附图说明】

下面参照附图结合实施方式对本发明作进一步的描述。

图1为本发明外部结构图；

图2为本发明实施例1的内部结构立体示意图；

图3为本发明实施例1的主体部分剖面图；

图4为本发明实施例1的主体部分结构立体图；

图5为本发明实施例1的定子部分结构图立体图；

图6为本发明实施例1的转子部分结构图立体图；

图7为本发明实施例2的内部结构立体示意图；

图8为本发明实施例2的主体部分剖面图；

图9为本发明实施例2的主体部分结构立体图；

图10为本发明实施例2的定子部分结构图立体图。

【具体实施方式】

下面结合附图说明及具体实施方式对本发明进一步说明。

实施例1，参看图1-6。本实施例的双边直驱无槽力矩电机包括：定子1、内转子2、外转子3以及位于定子1一端装有的环形电机风冷结构6。

定子1包括底座11以及固定在该底座11的一无槽线圈环12，无槽线圈环12由多个环形线圈组成，无槽线圈环12固定在底座11上，形成一个整体。

内转子2和外转子3，分别位于定子1的内、外圈，内转子2包括内磁体21和内圈磁轭22，外转子3包括外磁体31和外圈磁轭32。其中，内磁体21和外磁体31可为永磁体。内、外转子2、3同心连接，通过内、外圈磁轭22、32固定一起，形成倒U型结构。无槽线圈环12通电时，驱动内、外转子2、3同步绕定子1运动，形成内环电机和外环电机。

内、外转子2、3的内磁体21和外磁体31分别与定子线圈环12的内、外环面保持一定的气隙距离。环形电机风冷结构6固定于底座11上。该风冷结构6包括围绕在定子线圈环12一端的铜管61、连接铜管61与气源(图未示)的至少一管接口，热交换后的热风经由分布于磁轭上的排气孔7排走。在本实施例中，铜管61固定于定子线圈环12的外周，且设有2个管接口。该2个管接口分别是第一管接口63和第二管接口64；排气孔7分布在内圈磁轭22上。铜管61上布满斜孔62，其倾斜对着无槽线圈环12环面。当电机运转时，风冷机构6通过第一管接口63和第二管接口64连通外接气源(图未示)，向定子1以及整个电机的其他部分传送冷风，最后经热交换后形成的热风经排气孔7排出。

在底座11外侧、第一管接口63和第二管接口64之间还留有一动力线接口8，连接驱动器(图未示)。

该力矩电机还包括有轴承4和轴承压盖5。轴承4连接由内、外转子2、3形成的倒U型结构以及底座11，即连接转子和定子。

轴承压盖5包括内轴承压盖51和外轴承压盖52，其通过固定轴承4以固定内、外转子2、3形成的倒U型结构与定子1的相对位置。

参看图3、4，该力矩电机的装配过程如下：轴承4装入内圈磁轭22中，再装入外轴承压盖52，然后将装好的内、外转子2、3，套入定子1中，外转子3上外磁体31与无槽线圈环12外环靠近，留有一定的气隙，内转子2上内磁体21与无槽线圈环12内环面靠近，留有一定的气隙，将轴承4内圈压入底座11上，装上内轴承压盖51。当无槽线圈环12通电时所产生磁场，与内、外转子2、3，的永磁场产生相互作用，驱动内、外转子2、3同步运动，产生符合叠加力矩，内、外转子2、3直接驱动负载绕定子1旋转运动。

实施例2，参考图7-10，该实施例中定子10由底座11、环形无槽铁芯13和线圈环14组成，环形无槽铁芯13套入多个线圈组成的线圈环14中，形成内、外两个工作面，线圈环14一端固定在底座11上，形成一整体。

内、外转子2、3的内磁体21和外磁体31分别与定子线圈环14的内、外环面保持一定的气隙距离。

带有环形无槽铁芯13的定子10与倒U型结构的内、外环转子2、3形成内、外环电机，由于两个转子固定连接在一起，在直驱磁场作用下内、外力矩集成，驱动内、外转子2、3同步绕定子10运动。

内、外转子2、3的内磁体21和外磁体31分别与定子线圈环14的内、外环面保持一定的气隙距离。环形电机风冷结构6固定于底座11上。该风冷结构6包括围绕在定子线圈环14一端的铜管61、连接铜管61与气源(图未示)的至少一管接口，热交换后的热风经由分布于磁轭上的排气孔7排走。在本实施例中，铜管61固定于定子线圈环14的外周，且设有2个管接口。该2个管接口分别是第一管接口63和第二管接口64；排气孔7分布在内圈磁轭22上。铜管61上布满斜孔62，其倾斜对着定子线圈环14环面。当电机运转时，风冷机构6通过第一管接口63和第二管接口64连通外接气源(图未示)，向定子1以及整个电机的其他部分传送冷风，最后经热交换后形成的热风经排气孔7排出。

轴承压盖5包括内轴承压盖51和外轴承压盖52，其通过固定轴承4以固定内、外转子2、3形成的倒U型结构与定子10的相对位置。

参看图8、9，该力矩电机的装配过程如下：轴承4装入内圈磁轭22中，再装入外轴承压盖52，然后将装好的内、外转子2、3，套入定子10中，外转子3上外磁体31与线圈环14外环靠近，留有一定的气隙，内转子2上内磁体21与线圈环14内环面靠近，留有一定的气隙，将轴承4内圈压入底座11上，装上内轴承压盖51。当线圈环14通电时所产生磁场，与内、外转子2、3，的永磁场产生相互作用，驱动内、外转子2、3同步运动，产生符合叠加力矩，内、外转子2、3直接驱动负载绕定子10旋转运动。

通过定子的无槽设计以及连接直驱力矩旋转电机中内转子和外转子，且可直接驱动外负载，内、外转子2、3与定子1(10)双重作用，产生复合叠加力矩，使相同体积下力矩更大的力矩电机，集成了两个永磁同步电机。同时定子所具有的风冷***6，更能提高转子运动平稳性和定位精度。

在实施例2中，内、外转子2、3与具有无槽铁芯定子13的双重作用，增强电机的力矩，提高转子运动平稳性和定位精度。

尽管已经参考附图，对本发明的一种双边直驱无槽力矩电机进行了说明，但是上述公开的内容仅是为了更好地了解本发明，而不是以任何方式限制权利要求的范围，故凡依本发明专利申请范围所述的结构、特征及原理所做的等化或修饰，均包括于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种双边直驱无槽力矩电机，其特征包括定子、分别位于定子内、外圈的内、外转子以及位于所述的定子一端的环形电机风冷结构；

所述定子包括底座和固定在该底座上的一无槽线圈环，该线圈环由多个环形线圈组成，所述风冷结构固定在所述底座上；

所述内、外转子同心连接，所述的内转子包括内圈磁轭和内磁体，所述的外转子包括外圈磁轭和外磁体，所述的内、外转子通过内圈磁轭、外圈磁轭固定一起；定子的无槽线圈环通电时，驱动内、外转子同步绕定子运动，形成内环电机和外环电机；

所述的电机风冷结构包括在定子线圈环一端的环形铜管、连接该铜管与气源的至少一管接口，以及均匀分布在电机磁轭的排气孔。

2.根据权利要求1所述的双边直驱无槽力矩电机，其特征在于：所述的内磁体和外磁体均为永磁体。

3.根据权利要求1所述的双边直驱无槽力矩电机，其特征在于：所述的内、外磁体分别与定子线圈环的内、外环面保持一定的气隙距离。

4.根据权利要求1所述的双边直驱无槽力矩电机，其特征在于：所述的磁轭上开有风冷排气孔。

5.根据权利要求1所述的双边直驱无槽力矩电机，其特征在于：所述的铜管上布满斜孔。

6.根据权利要求1所述的双边直驱无槽力矩电机，其特征在于：力矩电机还包括有轴承和轴承压盖，轴承连接由内、外转子形成的倒U型结构。

7.根据权利要求6所述的双边直驱无槽力矩电机，其特征在于：所述的轴承压盖包括内轴承压盖和外轴承压盖。

8.一种双边直驱无槽力矩电机，其特征包括定子、分别位于定子内、外圈的内、外转子以及位于所述的定子一端的环形电机风冷结构；

所述定子包括底座和固定在该底座上的一无槽线圈环，所述无槽线圈环由环形无槽铁芯和线圈环组成，所述环形无槽铁芯套入多个线圈组成的线圈环形成所述无槽线圈环，所述风冷结构固定在所述底座上；

所述内、外转子同心连接，所述的内转子包括内圈磁轭和内磁体，所述的外转子包括外圈磁轭和外磁体，所述的内、外转子通过内圈磁轭、外圈磁轭固定一起；定子的无槽线圈环通电时，驱动内、外转子同步绕定子运动，形成内环电机和外环电机；

所述的电机风冷结构包括在定子线圈环一端的环形铜管、连接该铜管与气源的至少一管接口，以及均匀分布在电机磁轭的排气孔。

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