[发明专利]适用于机床主轴驱动的直流无刷永磁同步电机及其控制器

说明书

技术领域

本发明属于机床驱动的技术领域，指一种适用于机床主轴驱动的直流无刷永磁同步电机及其控制器。

背景技术

目前国内外市场上工业加工的低速机床，数控机床用皮带轮驱动的主轴电机，基本上以三相异步电动机为主体的交流电机驱动系统，调速则以多级变速箱的齿轮调速或矢量变频器对异步电机变频调速方式进行为主，转速受负载影响变化大，不能经济地实现范围较广的调速。在近年的数控机床上也有用编码器配套的伺服电机调速，采用编码器位置控机的矢量变频伺服电机的技术结构，结构复杂，易发故障，制造成本高。

发明内容

为了克服现有技术中的缺陷，本发明的目的在于提供一种采用直流变频技术的无位置传感器的无刷永磁同步电机及其配套的控制器，控制转速的精度达到0.02％，实现机床控制性能大幅提升，节能高效，电机体积重量减少，降低生产和使用成本，提高社会经济效益。

本发明的目的是这样实现的：适用于机床主轴驱动的直流无刷永磁同步电机，包括电机外壳，在电机外壳内通过轴承架设有转子轴，转子轴上设置有转子片，在转子片外部设置有定子线圈，所述的转子片上设置有永磁磁钢，永磁磁钢内置在转子片上。

上述的永磁磁钢呈“一”字形或者“V”字形的结构均布在转子片上。

上述的永磁磁钢有四组、六组或八组。

上述的转子片的两侧通过铆钉连接有非磁性不锈钢夹板。

上述的夹板上开设有供永磁磁钢嵌入转子片的通槽，在夹板沿外圆边均设有若干个平衡用的螺纹孔。

上述的永磁磁钢嵌入转子片的通槽后用胶水粘固。

上述的定子线圈的结构为集中式或分布式。

控制直流无刷永磁同步电机的配套控制器，包括输入及显示模块、微处理器模块、功率驱动模块和电源整流模块，其中输入及显示模块先将指令传送到微处理器模块上，微处理器模块再控制功率驱动模块，最后功率驱动模块用于驱动定子线圈工作；所述的电源整流模块为微处理器模块、功率驱动模块及定子线圈供电。

本发明相比现有技术突出且有益的技术效果是：

1、本发明采用内置磁钢的新技术，生产工艺先进，提高Q轴电感，提高磁性能，提高电机加速变速性能，提高电机过载能力，降低磁性材料成本；

2、本发明采用的配套控制器控制方便又高效，适用于需要频繁控制的各类机床，比日前普遍采用的编码器矢量变频的伺服电机更胜一筹，省掉和伺服电机配套的位置传感器和编码器，工作性能更可靠，且成本也低很多；

3、本发明在转子片的两侧装有非磁性不锈钢夹板，可以加强转子整体的强度，还有调节平衡方面的作用；

4、本发明控制转速的精度达到0.02％，实现机床控制性能大幅提升，节能高效，电机体积重量减少，降低生产和使用成本，提高社会经济效益。

附图说明

图1是本发明电机外壳的结构示意图；

图2是本发明内置“一”字形磁钢的集中式绕组定转子示意图；

图3是本发明内置“一”字形磁钢的分布式绕组定转子示意图；

图4是本发明内置“V”字形磁钢的集中式绕组定转子示意图；

图5是本发明内置“V”字形磁钢的分布式绕组定转子示意图；

图6是本发明内置“一”字形磁钢的夹板示意图；

图7是本发明内置“V”字形磁钢的夹板示意图；

图8是本发明控制器的原理框图。

图中图号含义：

100-电机外壳；200-转子片；300-定子线圈；400-永磁磁钢；500-夹板；600-铆钉孔；700-通槽；800-控制器；900-螺纹孔。

具体实施方式

下面结合附图以具体实施例对本发明作进一步描述：

参考图1-图7所示，适用于机床主轴驱动的直流无刷永磁同步电机，包括电机外壳100，在电机外壳100内通过轴承架设有转子轴，转子轴上设置有转子片200，在转子片200外部设置有定子线圈300，所述的转子片200上设置有永磁磁钢400，永磁磁钢400内置在转子片200上。

上述的永磁磁钢400呈“一”字形或者“V”字形的结构均布在转子片200上。

上述的永磁磁钢400有四组、六组或八组。

上述的转子片200的两侧通过铆钉连接有非磁性不锈钢夹板500(在夹板500的中部开设有若干个铆钉孔600)。

上述的夹板500上开设有供永磁磁钢400嵌入转子片200的通槽700，在夹板500沿外圆边均设有若干个平衡用的螺纹孔900(螺纹孔900按实际需要决定分布位置和数量)。