本實用新型涉及電機技術領域，特別涉及一種高線性度動磁式有限轉角電動機。

背景技術：

現有的有限轉角力矩電動機分為動圈式和動磁式結構。

如圖1所示，動圈式有限轉角力矩電動機繞組在轉子M17上，磁鋼P16在定子A14上，其有以下不足之處：

（1）繞組引出困難；

（2）繞組散熱效果不好，因為電機高速擺動時瞬時電流較大，導致電機溫升上升明顯，易燒壞線圈，可靠性降低；若限制繞組電流，電機的高速掃描性能又得不到很好的發揮。

如圖2所示，動磁式有限轉角力矩電動機繞組在定子B19上，磁鋼Q21在轉子N20上，其有以下不足之處：

1、線圈纏繞在環形鐵芯上，只有鐵芯內部的線圈才能切割磁場產生力，繞組利用率僅為50%；

2、該結構采用在鐵芯上直接繞線，由于線圈匝數較多，線徑較小，繞制過程易斷線，效率較低；同時繞制完成后線圈直接裸露在鐵芯外表面，后續加工或裝配易被磕碰導致斷線；

3、鐵芯外表面分布線圈，電機與整機的安裝復雜，需借助工裝；若不借助工裝，直接將鐵芯設計成帶有安裝凸臺的結構，又會使得電機具有一定的定位力矩，影響了伺服控制性能；

4、該結構環形鐵芯從繞線便利性考慮，宜做成大而薄的結構，定子鐵芯截面不宜過大，導致電機磁通不能取太高，否則容易使得鐵芯飽和，電機掃描線性度變差，進而影響電機掃描精度。

技術實現要素：

本實用新型所要解決的技術問題是要提供一種散熱性能佳，電機掃描精度高，繞組利用率高的高線性度動磁式有限轉角電動機。

為了解決以上的技術問題，本實用新型提供了一種高線性度動磁式有限轉角電動機，該電動機的繞組線圈粘貼布滿整個電機機殼內壁構成外定子，電機機殼為導磁材料，電機機殼內孔截面為圓形，為無齒槽；內轉子為徑向充磁的細長形狀的磁鋼。

所述繞組線圈為一相、兩相、三相……n相，n為任意整數。

所述轉子磁鋼徑向充磁，極對數為1、2、3……n，n為任意整數。

所述轉子磁鋼的形狀為圓柱體形狀，或為長方體形狀。

所述轉子磁鋼為實心的圓柱體，或為中空的圓柱體。

所述實心圓柱體的轉子磁鋼外圓套有非導磁的結構件。

所述實心圓柱體的轉子磁鋼兩端粘接非導磁的用于支撐軸承和負載的軸套。

所述轉子負載端軸承上安裝有限位銷，電機機殼上安裝有限位擋塊，使電機在有限角度內擺動。

所述中空圓柱體的轉子磁鋼的空心部分放置轉軸。

所述電機機殼是整塊軟磁材料加工而成，或是矽鋼片疊裝而成。

本實用新型的優越功效在于：

（1）繞組線圈安裝在定子上，引線方便；

（2）繞組線圈直接粘貼在導磁殼體的內壁，散熱效果好，線圈瞬時大電流亦不會導致繞組溫升急劇上升，因此可以加大線圈瞬時電流，用以提高擺動速度，實現高速掃描；

（3）繞組線圈粘貼在導磁殼體的內壁，因此電機與整機的安裝較為方便，不易損壞繞組線圈，提高了可靠性；

（4）繞組線圈先是外部繞制固化成型后，粘接在導磁殼體的內壁，線圈成型工藝簡單高效；

（5）繞組線圈的上層邊和下層邊均切割磁力線，除端部繞組未利用外，繞組利用率可達95%以上，大幅提高了出力；

（6）轉子為細長結構，在外徑不變的情況下，通過增加磁鋼軸向長度來提高電機的出力；

（7）轉子磁鋼軸向長度增長的同時，導磁殼體的長度亦相應增長，因此不用增加殼體外徑，也能使得鐵芯磁密處于線性區間，確保了電機掃描的線性度；

（8）本實用新型電機結構簡單，無自定位力矩，機電時間常數小，控制方便靈活，伺服性能好。

附圖說明

構成本申請的一部分的說明書附圖用來提供對本實用新型的進一步理解，本實用新型的示意性實施例及其說明用于解釋本實用新型，并不構成對本實用新型的不當限定。在附圖中：

圖1為現有的動圈式有限轉角力矩電動機結構示意圖；

圖2為現有的動磁式有限轉角力矩電動機結構示意圖；

圖3為本實用新型高線性度動磁式有限轉角電動機的結構示意圖；

圖4為本實用新型高線性度動磁式有限轉角電動機的截面圖；

圖5為本實用新型定子的結構示意圖；

圖6為本實用新型轉子的結構示意圖；

圖7為本實用新型高線性度動磁式有限轉角電動機實施形態圖；

圖8為本實用新型繞組順時針通電位置圖；

圖9為本實用新型繞組逆時針通電位置圖；

圖中標號說明

1－限位擋塊； 2－擋塊套；

3－軸承壓圈； 4－前軸承；

5－繞組線圈； 6－電機機殼；

7－限位銷；

8－電機軸；

801－前軸套； 802－轉子磁鋼；

803－后軸套；

9－后軸承； 10－軸承蓋；

14－定子A； 15－轉子繞組線圈；

16－磁鋼P； 17－轉子M；

18－定子繞組線圈； 19－定子B；

20－轉子N； 21－磁鋼Q。

具體實施方式

以下結合附圖對本實用新型的實施例進行詳細說明，但是本實用新型可以由權利要求限定和覆蓋的多種不同方式實施。

下面結合附圖詳細說明本實用新型的實施例。

圖3示出了本實用新型實施例的結構示意圖，圖4示出了本實用新型實施例的截面圖。如圖3和圖4所示，本實用新型提供了一種高線性度動磁式有限轉角電動機，該電動機包括限位擋塊1、擋塊套2、軸承壓圈3、前軸承4、繞組線圈5、電機機殼6、限位銷7、電機軸8、后軸承9和軸承蓋10，電機軸8包括前軸套11、轉子磁鋼12和后軸套13，定子包括電機機殼6和繞組線圈5。該電動機的繞組線圈5粘貼布滿整個電機機殼6內壁構成外定子，通過澆注高溫環氧樹脂固牢；電機機殼6為導磁材料，內孔均勻，內孔截面為圓形，為無齒槽，如圖5所示；內轉子為徑向充磁的細長形狀的磁鋼。

所述繞組線圈5為一相、兩相、三相……n相，n為任意整數。

所述轉子磁鋼802徑向充磁，極對數為1、2、3……n，n為任意整數。

如圖6所示，本實施例的電子軸8采用在徑向充磁的圓柱形磁鋼兩端粘結非導磁軸套構成。其中，轉子磁鋼802采用實心的圓柱體形狀，轉子磁鋼802兩端粘接非導磁的用于支撐軸承和負載的前軸套801、后軸套803。

所述轉子負載端前軸套801上安裝有限位銷7，限位擋塊1置于擋塊套2內安裝在電機機殼6上，使電機在有限角度內擺動。

所述電機機殼6是整塊軟磁材料加工而成，或是矽鋼片疊裝而成。

前軸承4和后軸承9分別通過軸承壓圈3、軸承蓋10安裝在電機軸8上，使電機的定子、轉子能夠很好地配合。

如圖7-圖9所示，本實用新型定子為無齒槽結構，定子內孔截面為圓形，轉子磁鋼也是圓柱體，電機氣隙是均勻氣隙，因此無論轉子停在什么位置，磁路磁導都是一樣的，即該電機沒有磁阻效應。在不安裝限位銷7和限位擋塊1的情況下，轉子可以停在任何位置，因為沒有定位力矩，伺服控制非常方便。

如圖8所示，當定子線圈5按圖8通電時，繞組線圈5受到的逆時針CCW方向的力，由于繞組線圈5固定不動，根據作用力與反作用力大小相等，方向相反原理，轉子磁鋼802受順時針CW方向力矩牽引，故轉子磁鋼802按順時針CW方向旋轉。

如圖9所示，當繞組線圈5反向通電時，轉子磁鋼802受逆時針CCW方向力矩牽引，故轉子磁鋼802將向逆時針CCW方向旋轉。

當給繞組線圈5施加正弦電流信號時，繞組線圈5電流方向將按正弦信號頻率在圖8和圖9所示電流方向之間切換，故轉子磁鋼802相應地圍繞水平位置來回擺動，擺動頻率與給定的正弦信號頻率相同。

以上所述僅為本實用新型的優先實施例而已，并不用于限制本實用新型，對于本領域的技術人員來說，本實用新型可以有各種更改和變化。凡在本實用新型的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。