[发明专利]一种航天用高功率密度永磁交流伺服电机

说明书

本发明提供一种航天用高功率密度永磁交流伺服电机，包括定子铁芯，定子铁芯以内设置有贯穿其中心轴线的电机轴，电机轴外周面上粘接有若干个磁钢，定子铁芯包括与电机轴同轴套装在一起的转子冲片，定子冲片为封闭环形结构，定子冲片之上设置有与其内周面连通的多个绕组槽，每个绕组槽槽口宽度小于其绕组槽底宽度，绕组槽以内安装有定子绕组。采用本发明的技术方案，将现有技术中常见的绕组槽槽边平行结构改为绕组槽槽口宽度小于槽底宽度的非线性结构，并且在电机轴外周面上分类设置主磁钢和辅助磁钢，提高了主磁钢的利用率，使电机转子获得了更好的磁性能，提升了电机输出功率和可靠性。

技术领域

本发明属于电机技术领域，尤其涉一种航天用高功率密度永磁交流伺服电机。

背景技术

随着永磁电动机的应用越来越广泛，对永磁电动机的体积、成本、性能、可靠性等要求也越来越高。虽然现在永磁电动机的技术与制造工艺非常成熟，但在磁路结构、转子结构及制造工艺方面还存在很多问题，造成电机材料成本高，转子结构复杂，工艺成本高，可靠性差，不利于永磁电动机的推广应用。

在航天工业领域中，应用于航天工业中的各类机电系统对电动机的功率密度的要求极高，然而，材料的利用率不足和磁性材料的能力是限制电机功率密度提高的主要瓶颈，因此，迫切需要研发新型的电机转子结构，在充分利用材料性能的基础上，获得超出目前材料的性能，并能够适应航天系统的需求，以获得更好的电机性能。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种航天用高功率密度永磁交流伺服电机。

本发明通过以下技术方案得以实现。

本发明提供一种航天用高功率密度永磁交流伺服电机，主要包括定子铁芯，所述定子铁芯以内设置有贯穿其中心轴线的电机轴，所述电机轴外周面上粘接有若干个磁钢，所述定子铁芯还包括与所述电机轴同轴套装在一起的定子冲片，所述定子冲片为封闭环形结构，所述定子冲片之上设置有与其内周面连通的多个绕组槽，每个绕组槽槽口宽度小于其绕组槽槽底宽度，所述绕组槽以内安装有定子绕组。

所述多个绕组槽形状、大小均相同。

所述电机轴外周面上设置有与所述磁钢形状、大小相对应的安装槽，所述磁钢固定粘结于相应的安装槽以内。

所述粘结于电机轴外周面上的磁钢分为主磁钢和辅助磁钢，主磁钢是指其磁力线沿着所述电机轴径向方向延伸的磁钢，辅助磁钢是指其磁力线沿着所述电机轴轴向方向延伸的磁钢，主磁钢数量大于辅助磁钢数量。

所述主磁钢外形大小与所述辅助磁钢外形大小不相同。

所述转子绕组部署方式为双三相电角度差30°的绕组连接方式。

本发明的有益效果在于：采用本发明的技术方案，将现有技术中常见的绕组槽槽边平行结构改为绕组槽槽口宽度小于槽底宽度的非线性结构，并且将粘结于电机轴外周面上的磁钢根据其磁力线延伸方向分类为主磁钢和辅助磁钢，主磁钢用于提供为与绕组耦合的磁场进行充磁，辅助磁钢作为磁场短路的通道，降低磁场的损耗，提高主磁钢的利用率，以利于使电机转子获得更好的磁性能，提高电机的输出功率，据测试，经过改进后的磁路相比现有技术，其磁通量可提升1.4倍以上，可提升，此外，转子绕组通过采用双三相电角度差30°的绕组连接方式，使电机绕组分布系数提高，进一步提升了电机的可靠性，经测试，采用本发明的永磁交流伺服电机，其输出功率相比现有技术能够提升10％以上。

附图说明

图1是本发明定子冲片的结构示意图；

图2是本发明沿电机轴径向剖切的电机轴与磁钢连接结构示意图；

图3是本发明沿电机轴轴向剖切的电机轴与磁钢连接结构示意图。

图中：1-电机轴，2-定子冲片，3-主磁钢，4-辅助磁钢，21-绕组槽。