CN204794618U - 一种特定尺寸的直驱伺服电机 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种特定尺寸的直驱伺服电机，包括由外到内依次设置的机壳、定子、转子和转轴，以及连接定子的伺服电机驱动器，所述转轴通过轴承与机壳连接，所述定子内周为正圆形多槽结构，定子的槽数为61～65个，所述转子为近极槽表贴式结构，包括转子铁芯和永磁体，所述转子铁芯为环状结构，转子铁芯的外表面均布有多个凸出的转子齿，所述永磁体固定于相邻转子齿之间，永磁体为68～72极。与现有技术相比，本实用新型具有结构紧凑、工艺简单、输出转矩大、转速低、运行可靠、高效节能等优点，特别适用于机器人进行位置捕捉的直接驱动。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种直驱伺服电机，尤其是涉及一种特定尺寸的直驱伺服电机。
背景技术
目前，伺服驱动方法主要分为两种：一种是采用伺服电机配减速器的驱动方法，一类是伺服电机直接驱动的方法。
电机带减速器驱动：通过减速器机构按照一定的速比关系，将电机的速度降低，力矩增大到控制机构需要的范围内。采用这种方法，一方面，机构比较复杂，加工装配过程复杂，整个机构潜在故障点增加，运行过程产生的振动噪声大；另一方面，空间尺寸有限定的场合，对于这种机构没有足够的安装位置。
电机直接驱动的方法：大大降低了整个机构的复杂程度，能够快速精确的作用到伺服机构，降低运行振动噪声，在有限的空间里能够便于机电一体化设计的实现，使得整个机构做得小巧。
目前直驱伺服电机一般极槽数都比较少，能量密度低。高端设备领域对高能量密度直驱伺服电机有着巨大的需求，如机器人领域，对特定尺寸的直驱伺服电机有非常巨大的市场需求。
中国专利CN203466704U公开了一种永磁同步伺服电机及转子体，属于永磁同步电机领域。所述永磁同步伺服电机包括：机座、前端盖、后端盖、转轴、两个轴承、转子体及有绕组定子铁芯，所述转子体包括转子铁芯和多个永磁体，所述多个永磁体均嵌入所述转子铁芯，所述多个永磁体中的每两块永磁体拼成一个“V”型，并且成为所述永磁同步伺服电机的一个磁极，所述永磁同步伺服电机包括四对极，所述有绕组定子铁芯安装在所述机座内部，所述有绕组定子铁芯由定子铁芯崁线而成，所述有绕组定子铁芯与所述转子体相互感应。该专利的极槽数都比较少，存在能量密度低的缺陷，且该专利体积和重量较大，不利于减轻整个***重量。
实用新型内容
本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种特定尺寸的直驱伺服电机，具有结构紧凑、工艺简单、输出转矩大、转速低、运行可靠、高效节能等优点，特别适用于机器人进行位置捕捉的直接驱动。
本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种特定尺寸的直驱伺服电机包括由外到内依次设置的机壳、定子、转子和转轴，以及连接定子的伺服电机驱动器，所述转轴通过轴承与机壳连接，所述定子内周为正圆形多槽结构，定子的槽数为61～65个，所述转子为近极槽表贴式结构，包括转子铁芯和永磁体，所述转子铁芯为环状结构，转子铁芯的外表面均布有多个凸出的转子齿，所述永磁体固定于相邻转子齿之间，永磁体为68～72极。
所述定子的槽数为63个，所述永磁体为70极。
该直驱伺服电机的额定力矩为1.2N·m，峰值力矩达2N·m。
所述转子齿之间为设有用于固定永磁体的梯形槽，所述永磁体一端为与梯形槽配合连接的凸形结构，另一端为长方体结构或等厚设置的圆弧状结构，永磁体侧壁之间紧密靠近设置。
所述转子铁芯的径向上均布有多个扇形镂空。
所述定子的外周直径小于86mm，所述转子的内周直径为47～49mm。
所述定子的外周直径为85mm，定子的内周直径为69mm，所述转子的外周直径为68.4mm，转子的内周直径为48mm。
还包括用于检测转轴位置的位置传感器和端盖，所述位置传感器连接伺服电机驱动器，所述端盖设于一端机壳与轴承之间，位置传感器一端通过端盖固定，另一端通过后罩固定。
所述端盖通过压环连接机壳。
所述转轴为中空结构。
与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：
1)定子内周为正圆形多槽结构，定子的槽数为61～65个，转子为近极槽表贴式结构，永磁体为68～72极，克服直驱伺服电机一般极槽数都比较少、能量密度低的缺陷，定子多槽、转子多极的结构很好能够很好的解决高端设备领域对直驱伺服电机高能量密度的要求，当定子的槽数为63个，永磁体为70极，直驱伺服电机的额定力矩为1.2N·m，峰值力矩达2N·m，且降低制作难度，降低生产成本。
2)转轴为大中空结构，且转子铁芯的径向上均布有多个扇形镂空，方便与***对接、走线、走光路和减轻整个***重量。
3)能够实现有位置传感器闭环控制或无位置传感器矢量开环控制，适用于不同工况，同时闭环控制可增加控制的精准度。
4)结构紧凑、工艺简单、输出转矩大、转速低、运行可靠、高效节能，特别适用于机器人进行位置捕捉的直接驱动，设定尺寸范围用于实现额定力矩为1.2N·m、峰值力矩达2N·m的力矩控制。
5)轴套为转子铁芯固定提供支撑、为轴承固定提供轴肩，压环为端盖固定提供配合止口和螺孔，后罩为位置传感器提供结构保护，保证整体结构的可靠性。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图；
图2为本实用新型中定子结构示意图；
图3为本实用新型中转子结构示意图。
图中：1、机壳，2、定子，3、转子，4、轴套，5、压环，6、端盖，7、位置传感器，8、轴承，9、转轴，10、后罩，11、永磁体，12、转子铁芯。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。本实施例以本实用新型技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。
如图1所示，一种特定尺寸的直驱伺服电机包括由外到内依次设置的机壳1、定子2、转子3和转轴9，以及连接定子2的伺服电机驱动器、用于检测转轴9位置的位置传感器7、端盖6和压环5，转轴9通过轴承8与机壳1连接，位置传感器7连接伺服电机驱动器，端盖6设于一端机壳1与轴承8之间，位置传感器7一端通过端盖6固定，另一端通过后罩10固定，压环5为端盖6与机壳1固定提供配合止口和螺孔，转轴9上设有轴套4，轴套4位于转子铁芯12与轴承8之间。
其中，定子2包括定子铁芯和定子绕组，如图2所示，定子2内周为正圆形多槽结构，定子2的槽数为63，配合转子3实现电机高能量密度，如图3所示，转子3为70极的近极槽表贴式结构，配合定子2实现电机高能量密度，包括转子铁芯12和永磁体11，转子铁芯12为环状结构，转子铁芯12的外表面均布有多个凸出的转子齿，转子齿之间为设有用于固定永磁体11的梯形槽，永磁体11固定于相邻转子齿之间的梯形槽内，永磁体11一端为与梯形槽配合连接的凸形结构，另一端为长方体结构的磁钢或等厚设置的圆弧状结构的磁钢，永磁体11侧壁之间紧密靠近设置。且定子2的外周直径小于86mm，转子3的内周直径为47～49mm。
本实用新型中，定子2的外周直径为85mm，定子2的内周直径为69mm，转子3的外周直径为68.4mm，转子3的内周直径为48mm。该直驱伺服电机可实现额定力矩为1.2N·m，峰值力矩达2N·m。
为了进一步减少整体结构的重量，转轴9为中空结构，且转子铁芯12的径向上均布有多个扇形镂空，本实用新型中设置了六个扇形镂空。
转子铁芯12为永磁体11提供导磁路径，永磁体11粘接在转子铁芯12上为电机提供恒定磁场，电机通过对定子2提供相位相差120°的三相交流电信号，产生旋转磁场驱动永磁转子3旋转，位置传感器7检测电机旋转的位置信号，反馈给伺服电机驱动器，伺服电机驱动器根据反馈信号实时控制电机运转。综上，本实用新型采用定子多槽、转子多极的结构实现特定尺寸直驱伺服电机大力矩、高能量密度要求。
实施例二
本实施例与实施例一的区别在于，定子2的槽数为61个，配合转子3实现电机高能量密度，永磁体11为68极，配合定子2实现电机高能量密度，可实现额定力矩为1.2N·m，峰值力矩达2N·m，其余结构同实施例一。
实施例三
本实施例与实施例一的区别在于，定子2的槽数为65个，配合转子3实现电机高能量密度，永磁体11为72极，配合定子2实现电机高能量密度，可实现额定力矩为1.2N·m，峰值力矩达2N·m，其余结构同实施例一。
Claims (9)
1.一种特定尺寸的直驱伺服电机，包括由外到内依次设置的机壳(1)、定子(2)、转子(3)和转轴(9)，以及连接定子(2)的伺服电机驱动器，所述转轴(9)通过轴承(8)与机壳(1)连接，其特征在于，所述定子(2)内周为正圆形多槽结构，定子(2)的槽数为61～65个，所述转子(3)为近极槽表贴式结构，包括转子铁芯(12)和永磁体(11)，所述转子铁芯(12)为环状结构，转子铁芯(12)的外表面均布有多个凸出的转子齿，所述永磁体(11)固定于相邻转子齿之间，永磁体(11)为68～72极。
2.根据权利要求1所述的一种特定尺寸的直驱伺服电机，其特征在于，所述定子(2)的槽数为63个，所述永磁体(11)为70极。
3.根据权利要求1所述的一种特定尺寸的直驱伺服电机，其特征在于，所述转子齿之间为设有用于固定永磁体(11)的梯形槽，所述永磁体(11)一端为与梯形槽配合连接的凸形结构，另一端为长方体结构或等厚设置的圆弧状结构，永磁体(11)侧壁之间紧密靠近设置。
4.根据权利要求1所述的一种特定尺寸的直驱伺服电机，其特征在于，所述转子铁芯(12)的径向上均布有多个扇形镂空。
5.根据权利要求1所述的一种特定尺寸的直驱伺服电机，其特征在于，所述定子(2)的外周直径小于86mm，所述转子(3)的内周直径为47～49mm。
6.根据权利要求5所述的一种特定尺寸的直驱伺服电机，其特征在于，所述定子(2)的外周直径为85mm，定子(2)的内周直径为69mm，所述转子(3)的外周直径为68.4mm，转子(3)的内周直径为48mm。
7.根据权利要求1所述的一种特定尺寸的直驱伺服电机，其特征在于，还包括用于检测转轴(9)位置的位置传感器(7)和端盖(6)，所述位置传感器(7)连接伺服电机驱动器，所述端盖(6)设于一端机壳(1)与轴承(8)之间，位置传感器(7)一端通过端盖(6)固定，另一端通过后罩(10)固定。
8.根据权利要求7所述的一种特定尺寸的直驱伺服电机，其特征在于，所述端盖(6)通过压环(5)连接机壳(1)。
9.根据权利要求1所述的一种特定尺寸的直驱伺服电机，其特征在于，所述转轴(9)为中空结构。
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| CN201520494983.9U CN204794618U (zh) | 2015-07-09 | 2015-07-09 | 一种特定尺寸的直驱伺服电机 |
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN106329863A (zh) * | 2015-07-09 | 2017-01-11 | 上海航天有线电厂有限公司 | 一种特定尺寸的直驱伺服电机 |
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2015
- 2015-07-09 CN CN201520494983.9U patent/CN204794618U/zh active Active
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