[发明专利]一种宽转角有限转角伺服电机

说明书

本发明属于控制系统领域，具体涉及一种宽转角有限转角伺服电机。包括定子、转子、端盖组件Ⅰ、端盖Ⅱ、弹性挡圈、波形弹簧；端盖I位于定子左侧，端盖组件Ⅰ和定子的壳体过渡配合；端盖Ⅱ和端盖组件Ⅰ用弹性挡圈进行固定，转子的输出端的轴承位于定子的轴承室；转子的非输出端的轴承位于端盖II的轴承室；波形弹簧位于端盖II的轴承室给转子的非输出端的轴承施加预紧力，定子和转子之间存在间隙，即气隙。该有限转角伺服电机结构简单，力矩密度高，且工作转角宽，定位精度高。

技术领域

本发明属于控制系统领域，具体涉及一种宽转角有限转角伺服电机。

背景技术

有限转角伺服电机是一种定子绕组通以直流电时，转子可在一定角度范围内直接驱动负载做快速运动和准确定位的单相无刷伺服电机。由该电机组成的位置伺服系统具有出力大、频带宽、定位精度高、体积小、重量轻的特点。可在航空伺服阀、舵机作动、机器人关节、雷达天线等高精度电气伺服系统中用于在有限角度内对负载进行直接驱动，不需要附加传动装置，系统精度和可靠性高。

有限转角电机可分为有槽和无槽两种结构。若为无槽结构，虽然消除了齿槽力矩，但气隙的增大使得气隙磁密减小，力矩密度低，电感大。有槽电机虽然能保证较高的气隙磁密，但齿槽力矩高，力矩波动大，对有限转角电机的最大转角造成很大的影响。传统的有限转角电机很难满足在较宽的转角工作范围内力矩恒定、波动小，且力矩密度高的使用条件。

用于位置控制系统的有限转角伺服电机，须与扭转弹簧组成开环系统，或与位置传感器组成有速度或位置反馈的闭环系统。前一种系统结构简单但精度不高。后一种系统为满足控制精度要求，结构、工艺、系统复杂。

该新型有限转角伺服电机是有槽电机，采用辅助齿、辅助槽、斜槽的结构消除力矩波动，工作转角宽，力矩密度高。采用线性霍尔传感器组成位置反馈闭环系统，且霍尔传感器与电机的机械零位和电气零位均可调节，准确调零，结构简单，定位精度高。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种宽转角有限转角伺服电机，该有限转角伺服电机结构简单，力矩密度高，且工作转角宽，定位精度高。

为解决上述技术问题，本发明一种宽转角有限转角伺服电机，包括定子、转子、端盖组件Ⅰ、端盖Ⅱ、弹性挡圈、波形弹簧；端盖I位于定子左侧，端盖组件Ⅰ和定子的壳体过渡配合；端盖Ⅱ和端盖组件Ⅰ用弹性挡圈进行固定，转子的输出端的轴承位于定子的轴承室；转子的非输出端的轴承位于端盖II的轴承室；波形弹簧位于端盖II的轴承室给转子的非输出端的轴承施加预紧力，定子和转子之间存在间隙，即气隙。

定子包含定子铁芯、定子绕组、机壳组件；定子铁芯外表面贴在机壳组件内；定子绕组缠绕在定子铁芯的普通齿上，辅助齿不缠绕定子绕组；定子铁芯斜槽，齿冠开辅助槽。

转子包括轴承、轴、长磁钢、短磁钢、挡板、磁轭，轴承内圈压装在轴上，外圈分别与机壳组件和端盖Ⅱ进行安装；挡板、磁轭压装在轴上，其中磁轭由软磁材料制成用于导磁；长磁钢、短磁钢粘接在磁轭上，相邻两块磁钢极性相反。

端盖组件Ⅰ包括端盖Ⅰ和线性霍尔传感器，其中线性霍尔传感器粘接在端盖Ⅰ上。

长磁钢的长度应覆盖霍尔传感器检测的正下方，以便霍尔传感器可以准确检测由长磁钢产生的磁场。

长磁钢和短磁钢均为偏心式面包型磁钢。

端盖Ⅱ与端盖组件Ⅰ的周向相对位置可调，使机械限位的零位与线性霍尔传感器零位一致。

本发明的有益技术效果在于：

一、本发明提供了一种高精度、宽转角的单相无刷有限转角伺服电机，可在一定角度范围内直接驱动负载做快速运动和准确定位。

二、该有限转角伺服电机是一种有槽电机，采用辅助齿、辅助槽、定子铁芯斜槽的结构消除力矩波动，工作转角宽，力矩密度高。