專利名稱：一種轉子絲杠結構的永磁無刷直流直線電動機的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種轉子絲杠結構的永磁無刷直流直線電動機，屬于直線電動機技術領域。
背景技術：
現有的直線運動電機技術由于要用機械裝置把旋轉運動轉化為直線運動，因此造成過程中摩擦損耗，行程受限，發展受限。盡管當前世界先進的交直流伺服系統性能已大有改進，但由于受到傳統機械結構進給傳動方式限制，其有關伺服性能指標難以突破提高。直線電動機直接驅動方式取消了源動カ和工作臺部件之間的一切中間傳動環節，使得機床進給傳動鏈的長度為零，所以這種傳動方式也稱為“直接驅動”或“零傳動”方式。直線電機技術發展很快，應用越來越廣，但是其本身也還存在一些問題，尤其是圓筒型直線電機，由 于其氣隙均勻難以保持，磁路開端引起的邊緣效應，復雜的裝置又容易導致散熱效果較差的問題。

發明內容
本發明的目的是為解決現有圓筒型直線電機由于其氣隙均勻難以保持，磁路開端引起的邊緣效應，復雜的裝置又容易導致散熱效果較差的問題，進而提供一種轉子絲杠結構的永磁無刷直流直線電動機。本發明的目的是通過以下技術方案實現的
一種轉子絲杠結構的永磁無刷直流直線電動機，包括轉子和定子，所述轉子和定子之間設有氣隙；所述轉子呈圓筒形，轉子由轉子磁鋼和轉子軛組成，轉子磁鋼設置在轉子軛的外部；所述定子由定子沖片和機殼組成；本發明還包括滾珠絲杠、絲杠螺母、ー對支撐軸承，所述滾珠絲杠與機殼之間分別設有ー對支撐軸承，絲杠螺母固定在轉子軛內，滾珠絲杠與絲杠螺母螺紋連接，軸承內圈與滾珠絲杠外圈緊配合連接。當轉子旋轉時，軸承內圈同時旋轉，同時帶動滾珠絲杠內圈旋轉和軸向進給運動。本發明的無刷直流直線電動機體積比同容量三相異步電動機縮小了一個機座號；無刷直流直線電動機的高效區域大，功率和轉矩密度高，功率因數(COScl))接近1，系統效率>90%，無刷直流直線電動機在任何情況下轉子都是同步運行，交流變頻電機是變頻調速，無刷直流直線電動機是調速變頻，無刷直流直線電動機在同步轉速下運行，轉子既無銅耗又無鐵耗；無刷直流直線電動機具有低電壓特性好、轉矩過載特性強、啟動轉矩大(堵轉特性)、啟動電流小等優點；無刷直流直線電動機因為具有直流有刷電機的特性，同時驅動器也是頻率變化的裝置，所以又名直流變頻，無刷直流直線電動機的運轉效率、低速轉矩、轉速精度等都比任何控制技術的變頻器還要好，由于無刷直流直線電動機是以自控式運行的，所以不會象變頻調速下重載啟動的同步電機那樣在轉子上另加啟動繞組，也不會在負載突變時產生振蕩和失歩。無刷直流直線電動機具有的寬調速、小體積、高效率和穩態轉速誤差小等特點，采用無刷直流電機替換傳統的電勵磁電機可以很好地與滾珠絲杠的優勢相結合。可以實現小體積和大容量的作用。本發明結構緊湊、體積小、氣隙均勻、散熱效果好，啟動運行停止快速靈敏自如，特別適用于自動鉆孔機、電動式螺絲刀等場合。配合電機位置傳感器，采用霍爾元件或旋轉變壓器則可以提高控制精度，可以實現ー些小型機床或電動工具的高精度直線進給功能。


圖I為本發明轉子絲杠結構的永磁無刷直流直線電動機的結構示意 圖2為電機定子沖片 圖3為電機轉子截面 圖4為電機轉子軛結構示意 圖5為霍爾埋放齒內意圖；
具體實施例方式下面將結合附圖對本發明做進ー步的詳細說明本實施例在以本發明技術方案為前提下進行實施，給出了詳細的實施方式，但本發明的保護范圍不限于下述實施例。如圖f圖5所示，本實施例所涉及的一種轉子絲杠結構的永磁無刷直流直線電動機，包括轉子I和定子2，所述轉子I和定子2之間設有氣隙11 ;所述轉子I呈圓筒形，轉子I由轉子磁鋼8和轉子軛9組成，轉子磁鋼8設置在轉子軛9的外部；所述定子2由定子沖片3和機殼10組成；本發明還包括滾珠絲杠4、絲杠螺母5、和支撐軸承6，所述滾珠絲杠4與機殼10之間分別設有支撐軸承6，絲杠螺母5固定在轉子軛9內，滾珠絲杠4與絲杠螺母5螺紋連接，支撐軸承6的內圈與滾珠絲杠外圈螺母5緊配合連接。當轉子旋轉時，支撐軸承內圈同時旋轉，同時帶動滾珠絲杠內圈旋轉和軸向進給運動。圖5中為節約軸向空間將霍爾埋入定子齒內。所述轉子I的轉子磁鋼8為釹鐵棚材料，采用表貼式粘結在轉子軛9的表面上。所述轉子I的內表面為粗糙結構，轉子I的內表面與絲杠螺母5相連接。所述轉子軛9為環形硅鋼片疊成的鉄心。所述轉子I與定子2之間的氣隙11均勻分布。所述氣隙11的長度為O. 3^0. 5mm。所述定子2由鋼板焊接而成，定子槽為梯形槽，槽內為電樞繞組。所述繞組為雙層分數槽集中繞組。還包括定子霍爾元件13，所述定子霍爾元件13埋放在定子齒14內。所述ー對支撐軸承6，目的是可以承受較大軸向力。滾珠絲杠4做直線運動的速度由轉子的轉速和絲杠導程決定，若轉子轉速為N，導程為I，一般滾珠絲杠中的導程即為螺距P，則絲杠的運動的速度V為
V = px N
對于額定功率為Pn的電機轉速為
上式中的τ為電機額定負載下的轉矩，電機在勻速運行狀態下轉矩可由下式計算
權利要求
1.一種轉子絲杠結構的永磁無刷直流直線電動機，包括轉子和定子，所述轉子和定子之間設有氣隙；所述轉子呈圓筒形，轉子由轉子磁鋼和轉子軛組成，轉子磁鋼設置在轉子軛的外部；所述定子由定子沖片和機殼組成；其特征在于，還包括滾珠絲杠、絲杠螺母、一對支撐軸承，所述滾珠絲杠與機殼之間分別設有支撐軸承，絲杠螺母固定在轉子軛內，滾珠絲杠與絲杠螺母螺紋連接，一對支撐軸承內圈與滾珠絲杠外圈緊配合連接。
2.根據權利要求I所述的轉子絲杠結構的永磁無刷直流直線電動機，其特征在于，所述轉子的轉子磁鋼為釹鐵棚材料，采用表貼式粘結在轉子軛的表面上。
3.根據權利要求I所述的轉子絲杠結構的永磁無刷直流直線電動機，其特征在于，所述轉子的內表面為粗糙結構，轉子的內表面與絲杠螺母相連接。
4.根據權利要求I所述的轉子絲杠結構的永磁無刷直流直線電動機，其特征在于，所述轉子軛為環形硅鋼片疊成的鐵心。
5.根據權利要求I所述的轉子絲杠結構的永磁無刷直流直線電動機，其特征在于，所述轉子與定子之間的氣隙均勻分布。
6.根據權利要求5所述的轉子絲杠結構的永磁無刷直流直線電動機，其特征在于，所述氣隙的長度為O. 3^0. 5mm。
7.根據權利要求I所述的轉子絲杠結構的永磁無刷直流直線電動機，其特征在于，所述定子由鋼板焊接而成，定子槽為梯形槽，槽內為電樞繞組。
8.根據權利要求7所述的轉子絲杠結構的永磁無刷直流直線電動機，其特征在于，所述繞組為雙層分數槽集中繞組。
9.根據權利要求I所述的轉子絲杠結構的永磁無刷直流直線電動機，其特征在于，還包括定子霍爾元件，所述定子霍爾元件埋放在定子齒內。
10.根據權利要求I所述的轉子絲杠結構的永磁無刷直流直線電動機，其特征在于，所述軸承內圈與絲杠外圈為基孔制連接。
全文摘要
本發明提供了一種轉子絲杠結構的永磁無刷直流直線電動機，屬于直流直線電動機技術領域。本發明所述轉子由轉子磁鋼和轉子軛組成，轉子磁鋼設置在轉子軛的外部；所述定子由定子沖片和機殼組成；本發明還包括滾珠絲杠、絲杠螺母、支撐軸承，所述滾珠絲杠與機殼之間分別設有一對支撐軸承，絲杠螺母固定在轉子軛內，滾珠絲杠與絲杠螺母螺紋連接。本發明結構緊湊、體積小、氣隙均勻、散熱效果好，啟動運行停止快速靈敏自如，特別適用于自動鉆孔機、電動式螺絲刀等小型機床或電動工具的高精度直線進給功能場合。
文檔編號H02K1/16GK102820730SQ20121034838
公開日2012年12月12日 申請日期2012年9月19日 優先權日2012年9月19日
發明者尚靜, 王劍飛, 江善林, 王冰弟 申請人:哈爾濱工業大學