專利名稱：一種新型有限轉(zhuǎn)角電動(dòng)機(jī)及制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種新型有限轉(zhuǎn)角電動(dòng)機(jī)及制作方法，屬于微電機(jī)制作技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在自動(dòng)化機(jī)械設(shè)備上，經(jīng)常會(huì)采用一種有限轉(zhuǎn)角電動(dòng)機(jī)，用于將電信號(hào)轉(zhuǎn)變成角位移。 要求該電動(dòng)機(jī)要有較大的轉(zhuǎn)動(dòng)力矩，響應(yīng)速度快，慣量小，當(dāng)電信號(hào)停止后，能夠很快停下 來，保證精確定位，同時(shí)還要求這種電動(dòng)機(jī)應(yīng)具有體積小，重量輕以便于安裝。目前，普通 的有限轉(zhuǎn)角電動(dòng)機(jī)中的定子或轉(zhuǎn)子一般是將漆包線繞在環(huán)形鐵心上制成的，這樣的結(jié)構(gòu)只有 線圈的一半位于氣隙磁場(chǎng)中，繞組利用率低于50%。輸出轉(zhuǎn)矩小，電動(dòng)機(jī)的體積較大，重量 也較重。由于采用環(huán)行繞線，定子內(nèi)孔不宜過小，轉(zhuǎn)子直徑比較大，慣量大；很難實(shí)現(xiàn)高的 輸出力矩、高的響應(yīng)速度和高的角加速度。因此現(xiàn)有的有限轉(zhuǎn)角電動(dòng)機(jī)還是不能滿足使用的 要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供一種新型有限轉(zhuǎn)角電動(dòng)機(jī)及制作方法?？商岣唠妱?dòng)機(jī)的繞組利 用率，提高電動(dòng)機(jī)的長(zhǎng)度與直徑比，可以制成體積小的細(xì)長(zhǎng)型的電動(dòng)機(jī)；并具有輸出力矩大 ，重量輕，慣量小，響應(yīng)速度快，角加速度很高，定位精度好的特點(diǎn)，從而克服現(xiàn)有技術(shù)的 不足。
本發(fā)明的技術(shù)方案。 一種新型有限轉(zhuǎn)角電動(dòng)機(jī)的制作方法，該方法采用的定子采用內(nèi)貼 定形繞組的無槽結(jié)構(gòu)，定形繞組敷設(shè)在導(dǎo)磁管內(nèi)表面，使定形繞組上、下層邊均處于有效氣 隙磁場(chǎng)內(nèi)；該方法的轉(zhuǎn)子采用圓柱型磁鋼材料制成無刷結(jié)構(gòu)，在圓柱型磁鋼材料兩端用不導(dǎo) 磁材料做轉(zhuǎn)軸。
上述的新型有限轉(zhuǎn)角電動(dòng)機(jī)的制作方法中，所述的定形繞組是將絕緣導(dǎo)線繞在胎模上， 并使漆包線匝與匝之間粘在一起，干燥定形后脫模，使線圈保持胎模形狀的繞組。 前述的新型有限轉(zhuǎn)角電動(dòng)機(jī)的制作方法中，所述的導(dǎo)磁管用導(dǎo)磁材料制成。 前述的新型有限轉(zhuǎn)角電動(dòng)機(jī)的制作方法中，所述的磁鋼用高性能永磁合金制成。 前述的新型有限轉(zhuǎn)角電動(dòng)機(jī)的制作方法中，所述的不導(dǎo)磁材料為不銹鋼或青銅材料。 按照前述的新型有限轉(zhuǎn)角電動(dòng)機(jī)的制作方法制成的一種新型有限轉(zhuǎn)角電動(dòng)機(jī)，包括定子 和設(shè)在定子內(nèi)的轉(zhuǎn)子，定子包括殼體，殼體內(nèi)設(shè)有導(dǎo)磁管，導(dǎo)磁管的內(nèi)壁設(shè)有絕緣層，絕緣 層上設(shè)有環(huán)氧樹脂層，環(huán)氧樹脂層中鑲嵌有定形繞組；轉(zhuǎn)子包括用高性能永磁合金制成的轉(zhuǎn) 子磁極，轉(zhuǎn)子磁極兩端設(shè)有不導(dǎo)磁轉(zhuǎn)軸。
上述的新型有限轉(zhuǎn)角電動(dòng)機(jī)中，所述的不導(dǎo)磁轉(zhuǎn)軸經(jīng)軸承支承在殼體上。
前述的新型有限轉(zhuǎn)角電動(dòng)機(jī)中，所述殼體的一端設(shè)有擋圈，殼體的一端設(shè)有墊圈和端蓋 ;端蓋內(nèi)的不導(dǎo)磁轉(zhuǎn)軸上設(shè)有彈簧和銷釘。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，現(xiàn)有技術(shù)由于受到繞組結(jié)構(gòu)的影響，無法繼續(xù)縮小電動(dòng)機(jī)的直徑，所 以現(xiàn)有技術(shù)的電動(dòng)機(jī)只能做成小長(zhǎng)徑比的扁平式電機(jī)，其慣量相對(duì)較大。本發(fā)明由于定子中 的鐵芯采用導(dǎo)磁管制成；定子繞組采用定形繞組，用環(huán)氧樹脂封裝在導(dǎo)磁管內(nèi)壁上；電動(dòng)機(jī) 的轉(zhuǎn)子采用圓柱型磁鋼材料制成，所以可以把電動(dòng)機(jī)直徑做的很細(xì)，使電動(dòng)機(jī)的長(zhǎng)度與直徑 比增大，可以制成體積小的細(xì)長(zhǎng)型的電動(dòng)機(jī)。由于定子和轉(zhuǎn)子都可以做的很小，所以電動(dòng)機(jī) 的重量輕，直徑變小可以減小慣量，提高響應(yīng)速度，由于慣量小電動(dòng)機(jī)的定位精度也得到提 高。由于本發(fā)明的定子繞組采用定形繞組，用環(huán)氧樹脂固定在導(dǎo)磁管內(nèi)壁上；使得電機(jī)工作 時(shí)，定子繞組上下層邊均處于氣隙磁場(chǎng)中，繞組利用率可達(dá)到100%，有效的提高了輸出力 矩。本發(fā)明通過系統(tǒng)性能試驗(yàn)，本發(fā)明的電動(dòng)機(jī)在有限轉(zhuǎn)角范圍內(nèi)可穩(wěn)定的把輸入電信號(hào)轉(zhuǎn) 換成軸上的輸出轉(zhuǎn)矩信號(hào)，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩波動(dòng)系數(shù)不超過1%，最大輸出角加速度可達(dá)到5X 105/s2。


圖l是本發(fā)明電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是本發(fā)明電動(dòng)機(jī)的徑向剖視圖； 圖3是本發(fā)明電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的軸向剖視圖。
附圖中的標(biāo)記為l-殼體，2-導(dǎo)磁管，3-絕緣層，4-環(huán)氧樹脂層，5-定形繞組，6-轉(zhuǎn)子 磁極，7-不導(dǎo)磁轉(zhuǎn)軸，8-軸承，9-擋圈，10-墊圈，11-端蓋，12-彈簧，13-銷釘，14-氣隙 磁場(chǎng)，15-銷釘孔。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明，但不作為對(duì)本發(fā)明的限制。 本發(fā)明的實(shí)施例。 一種新型有限轉(zhuǎn)角電動(dòng)機(jī)的制作方法。如圖l、圖2和圖3所示。該方 法采用的定子采用內(nèi)貼定形繞組5的無槽結(jié)構(gòu)，定形繞組5是將絕緣導(dǎo)線繞在胎模上，并使漆 包線匝與匝之間粘在一起，干燥定形后脫模，使線圈保持胎模形狀的定形繞組。定形繞組敷 設(shè)在定子鐵芯內(nèi)表面，定子鐵芯采用2Crl3不銹鋼材料制成無槽的導(dǎo)磁管2，用環(huán)氧樹脂將定 形繞組5封裝在內(nèi)壁經(jīng)過絕緣處理的導(dǎo)磁管2內(nèi)壁上；使定形繞組5上、下層邊均處于有效氣
隙磁場(chǎng)14內(nèi)；該方法的轉(zhuǎn)子采用牌號(hào)為XG32/14的高性能永磁合金制成圓柱型磁鋼作為轉(zhuǎn)子 磁極6，在圓柱型磁鋼材料兩端用不導(dǎo)磁的牌號(hào)為2Crl3的不銹鋼制成轉(zhuǎn)軸7，因?yàn)檗D(zhuǎn)子上沒 有電氣元件，所以轉(zhuǎn)子不需要碳刷連接。
按照本發(fā)明的一種新型有限轉(zhuǎn)角電動(dòng)機(jī)的制作方法制成的一種新型有限轉(zhuǎn)角電動(dòng)機(jī)，如 圖l、圖2和圖3所示。它包括定子和設(shè)在定子內(nèi)的轉(zhuǎn)子。定子包括殼體l，殼體l內(nèi)設(shè)有導(dǎo)磁 管2，導(dǎo)磁管2的內(nèi)壁設(shè)有絕緣層3，絕緣層3上設(shè)有環(huán)氧樹脂層4，環(huán)氧樹脂層4中鑲嵌有定形 繞組5;轉(zhuǎn)子包括用高性能永磁合金制成的轉(zhuǎn)子磁極6，轉(zhuǎn)子磁極6兩端設(shè)有不銹鋼轉(zhuǎn)軸7。不 銹鋼轉(zhuǎn)軸7經(jīng)軸承8支承在殼體1上。殼體1的一端設(shè)有擋圈9密封，殼體1的一端設(shè)有墊圈10和 端蓋ll密封；端蓋11內(nèi)的不銹鋼轉(zhuǎn)軸7上套有彈簧12，在端蓋11內(nèi)的不銹鋼轉(zhuǎn)軸7上設(shè)有銷釘 孔15，銷釘孔15中插有銷釘13將彈簧12定位。
權(quán)利要求
1.一種新型有限轉(zhuǎn)角電動(dòng)機(jī)的制作方法，其特征在于該方法采用的定子采用內(nèi)貼定形繞組的無槽結(jié)構(gòu)，定形繞組敷設(shè)在導(dǎo)磁管內(nèi)表面，使定形繞組上、下層邊均處于有效氣隙磁場(chǎng)內(nèi)；該方法的轉(zhuǎn)子采用圓柱型磁鋼材料制成無刷結(jié)構(gòu)，在圓柱型磁鋼材料兩端用不導(dǎo)磁材料做轉(zhuǎn)軸。
2.根據(jù)權(quán)利要求l所述的新型有限轉(zhuǎn)角電動(dòng)機(jī)的制作方法，其特征在于所述的定形繞組是將絕緣導(dǎo)線繞在胎模上，并使漆包線匝與匝之間粘在一起，干燥定形 后脫模，使線圈保持胎模形狀的繞組。
3.根據(jù)權(quán)利要求l所述的新型有限轉(zhuǎn)角電動(dòng)機(jī)的制作方法，其特征在于所述的導(dǎo)磁管用導(dǎo)磁材料制成。
4.根據(jù)權(quán)利要求l所述的新型有限轉(zhuǎn)角電動(dòng)機(jī)的制作方法，其特征在于所述的磁鋼用高性能永磁合金制成。
5.根據(jù)權(quán)利要求l所述的新型有限轉(zhuǎn)角電動(dòng)機(jī)的制作方法，其特征在于所述的不導(dǎo)磁材料為不銹鋼或青銅材料。
6. 一種新型有限轉(zhuǎn)角電動(dòng)機(jī)，包括定子和設(shè)在定子內(nèi)的轉(zhuǎn)子，其特征在于定子包括殼體(1)，殼體(1)內(nèi)設(shè)有導(dǎo)磁管(2)，導(dǎo)磁管(2)的內(nèi)壁設(shè)有絕緣 層(3)，絕緣層(3)上設(shè)有環(huán)氧樹脂層(4)，環(huán)氧樹脂層(4)中鑲嵌有定形繞組(5) ;轉(zhuǎn)子包括用高性能永磁合金制成的轉(zhuǎn)子磁極(6)，轉(zhuǎn)子磁極(6)兩端設(shè)有不導(dǎo)磁轉(zhuǎn)軸( 7)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的新型有限轉(zhuǎn)角電動(dòng)機(jī)，其特征在于所述的不導(dǎo)磁轉(zhuǎn)軸(7)經(jīng)軸承(8)支承在殼體(1)上。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的新型有限轉(zhuǎn)角電動(dòng)機(jī)，其特征在于所述殼體(1)的一端設(shè)有擋圈(9)，殼體(1)的一端設(shè)有墊圈(10)和端蓋(11);端蓋(11 )內(nèi)的不導(dǎo)磁轉(zhuǎn)軸(7)上設(shè)有彈簧(12)和銷釘(13)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種新型有限轉(zhuǎn)角電動(dòng)機(jī)及制作方法，其特征在于該方法采用的定子采用內(nèi)貼定形繞組的無槽結(jié)構(gòu)，定形繞組敷設(shè)在導(dǎo)磁管內(nèi)表面，使定形繞組上、下層邊均處于有效氣隙磁場(chǎng)內(nèi)；該方法的轉(zhuǎn)子采用圓柱型磁鋼材料制成無刷結(jié)構(gòu)，在圓柱型磁鋼材料兩端用不導(dǎo)磁材料做轉(zhuǎn)軸。本發(fā)明具有長(zhǎng)徑比大、體積小、重量輕、慣量小、響應(yīng)速度快、定位精度高的特點(diǎn)。本發(fā)明電動(dòng)機(jī)的繞組利用率可達(dá)100％，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩波動(dòng)系數(shù)不超過1％，最大輸出角加速度可達(dá)到5×10⁵/s²以上。
文檔編號(hào)H02K15/04GK101345459SQ20081030436
公開日2009年1月14日 申請(qǐng)日期2008年9月3日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月3日
發(fā)明者任木蘭, 鄭澤明, 強(qiáng) 陳 申請(qǐng)人:貴州航天林泉電機(jī)有限公司