專利名稱：一種磁導(dǎo)可控車銑復(fù)合主軸永磁同步力矩電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種磁導(dǎo)可控寬調(diào)速永磁同步力矩電機(jī)，具體是車銑復(fù)合主軸永磁同步力矩電機(jī)。
背景技術(shù)：
目前，直接驅(qū)動永磁力矩電機(jī)主要局限于加工中心的轉(zhuǎn)臺，未來的加工中心希望集車、銑、磨、激光加工等為一體。由永磁力矩電機(jī)直接驅(qū)動的工作臺，不僅用來分度和定位，而且也可用來作為主軸進(jìn)行車削加工。在車加工時(shí)要求大功率高速運(yùn)轉(zhuǎn)，回轉(zhuǎn)速度要求每分鐘數(shù)千轉(zhuǎn)；銑加工時(shí)又要求大扭矩低速強(qiáng)力銑削、高加速度，轉(zhuǎn)矩達(dá)到上千牛米，回轉(zhuǎn)速度每分鐘幾十轉(zhuǎn)，甚至更低。永磁同步電動機(jī)的勵(lì)磁磁場是由永磁體提供的，在逆變器功率一定的條件下，要想實(shí)現(xiàn)高轉(zhuǎn)矩密度，必須保證較高的氣隙磁場強(qiáng)度，但如果采用弱磁方式大范圍的提高電機(jī)的轉(zhuǎn)速就不可能了，因?yàn)槭艿侥孀兤鞴β实南拗啤Ｒ虼顺Ｒ?guī)結(jié)構(gòu)永磁力矩電機(jī)很難同時(shí)實(shí)現(xiàn)寬調(diào)速范圍和大轉(zhuǎn)矩。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種大轉(zhuǎn)矩、寬調(diào)速范圍的車銑復(fù)合主軸永磁同步力矩電機(jī)，通過改變轉(zhuǎn)子上的導(dǎo)磁橋的磁導(dǎo)來改變氣隙磁場，從而實(shí)現(xiàn)大轉(zhuǎn)矩和寬調(diào)速范圍。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案
一種磁導(dǎo)可控車銑復(fù)合主軸永磁同步力矩電機(jī)，包括定子鐵芯內(nèi)側(cè)安裝轉(zhuǎn)子鐵芯，在轉(zhuǎn)子鐵芯與定子鐵芯之間貼裝永磁體；位于轉(zhuǎn)子鐵芯上的定子槽中放置三相繞組，其特征在于導(dǎo)磁橋上安裝磁導(dǎo)可控線圈后嵌入轉(zhuǎn)子鐵芯中，或者在轉(zhuǎn)子鐵芯的沖片上直接生成導(dǎo)磁橋，然后在導(dǎo)磁橋上纏繞磁導(dǎo)可控線圈。定子鐵芯1由矽鋼片疊壓而成。轉(zhuǎn)子鐵芯3由矽鋼片疊壓而成。導(dǎo)磁橋?yàn)闂l形。轉(zhuǎn)子鐵芯采用面裝式或插入式結(jié)構(gòu)。通過控制磁導(dǎo)可控線圈電流來控制轉(zhuǎn)子鐵芯磁導(dǎo)，進(jìn)而控制氣隙磁場，實(shí)現(xiàn)寬范圍調(diào)速。本發(fā)明的具體優(yōu)點(diǎn)如下
1)提供給磁導(dǎo)可控線圈的功率非常小，非常小的功率就能較大的改變轉(zhuǎn)子上導(dǎo)磁橋的磁導(dǎo)，進(jìn)而改變氣隙磁場，控制簡單，調(diào)速范圍很寬。2)改變磁導(dǎo)可控線圈的電流方向可以增磁和去磁，進(jìn)而改變氣隙磁場，調(diào)整轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖1的局部結(jié)構(gòu)放大示意圖； 圖3轉(zhuǎn)子鐵芯沖片圖4是磁導(dǎo)可控線圈不供電時(shí)主磁場磁力線示意圖； 圖5是磁導(dǎo)可控線圈供電時(shí)磁力線示意圖； 附圖標(biāo)記說明
1.定子鐵芯、2.永磁體、3.轉(zhuǎn)子鐵芯、4.三相繞組、5.勵(lì)磁磁勢在電機(jī)內(nèi)產(chǎn)生的主磁通路線、6.轉(zhuǎn)子鐵芯內(nèi)外邊緣6、7.條形導(dǎo)磁橋一、8.條形導(dǎo)磁橋二、9.轉(zhuǎn)子鐵芯外邊緣、10.定子槽
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明磁導(dǎo)可控車銑復(fù)合主軸永磁同步力矩電機(jī)，可以靈活的設(shè)計(jì)電機(jī)的鐵芯長度、 氣隙直徑、極數(shù)和槽數(shù)，通過控制磁導(dǎo)可控線圈電流來控制轉(zhuǎn)子磁導(dǎo)，進(jìn)而控制氣隙磁場， 實(shí)現(xiàn)寬范圍調(diào)速。下面以20極、M槽永磁同步電動機(jī)為例，對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。如圖1、2所示，定子鐵芯1內(nèi)側(cè)安裝轉(zhuǎn)子鐵芯3，在轉(zhuǎn)子鐵芯3與定子鐵芯1之間貼裝永磁體2 ；定子鐵芯1和轉(zhuǎn)子鐵芯3均由矽鋼片疊壓而成；轉(zhuǎn)子鐵芯3采用面裝式或插入式結(jié)構(gòu)。位于轉(zhuǎn)子鐵芯3上的定子槽9中放置三相繞組4。轉(zhuǎn)子鐵芯3的沖片圖如圖3。 本實(shí)施例采用將條形導(dǎo)磁橋一 7和條形導(dǎo)磁橋二 8上安裝磁導(dǎo)可控線圈后嵌入轉(zhuǎn)子鐵芯3 中的安裝結(jié)構(gòu)，在實(shí)際應(yīng)用中也可以將轉(zhuǎn)子鐵芯3的沖片上直接生成條形導(dǎo)磁橋一 7和條形導(dǎo)磁橋二 8，然后在條形導(dǎo)磁橋一 7和條形導(dǎo)磁橋二 8上分別纏繞磁導(dǎo)可控線圈。當(dāng)條形導(dǎo)磁橋一 7和條形導(dǎo)磁橋二 8中的磁導(dǎo)可控線圈通有某一方向的電流時(shí)， 不考慮永磁體2，勵(lì)磁磁勢在電機(jī)內(nèi)產(chǎn)生的主磁通路線如圖2中細(xì)實(shí)線5所示，經(jīng)過條形導(dǎo)磁橋一 7、條形導(dǎo)磁橋二 8和轉(zhuǎn)子鐵芯3后形成閉合回路，磁通大小隨勵(lì)磁電流變化而變化，當(dāng)勵(lì)磁電流反向，則磁通方向也將相反。當(dāng)磁導(dǎo)可控線圈不通電時(shí)，永磁體2的N極產(chǎn)生的主磁通路線經(jīng)過定子齒回到相鄰的永磁體2的S極和N極，然后分別通過轉(zhuǎn)子鐵芯3的內(nèi)邊緣6和外邊緣9，以及條形導(dǎo)磁橋一 7和條形導(dǎo)磁橋二 8，最后回到永磁體2的S極，此時(shí)氣隙磁場最大，為Bmax。當(dāng)需要提高電機(jī)轉(zhuǎn)速時(shí)，控制磁導(dǎo)可控線圈的電流大小，就改變了永磁體2發(fā)出的經(jīng)過條形導(dǎo)磁橋一 7和條形導(dǎo)磁橋二 8作為導(dǎo)磁路徑的磁通。在極限狀況下，如圖5所示，永磁體2發(fā)出的磁通不經(jīng)過條形導(dǎo)磁橋一 7和條形導(dǎo)磁橋二 8，此時(shí)，氣隙磁場可以調(diào)整到約Bmax/4。如果輔以弱磁調(diào)速策略，增加負(fù)的Id軸電流，還可以進(jìn)一步提高轉(zhuǎn)速。本發(fā)明所述技術(shù)方案直軸電感可控，有利于傳統(tǒng)弱磁調(diào)速理論在這類電機(jī)上的應(yīng)用。
權(quán)利要求
1.一種磁導(dǎo)可控車銑復(fù)合主軸永磁同步力矩電機(jī)，包括定子鐵芯內(nèi)側(cè)安裝轉(zhuǎn)子鐵芯， 在轉(zhuǎn)子鐵芯與定子鐵芯之間貼裝永磁體；位于轉(zhuǎn)子鐵芯上的定子槽中放置三相繞組，其特征在于導(dǎo)磁橋上安裝磁導(dǎo)可控線圈后嵌入轉(zhuǎn)子鐵芯中，或者在轉(zhuǎn)子鐵芯的沖片上直接生成導(dǎo)磁橋，然后在導(dǎo)磁橋上纏繞磁導(dǎo)可控線圈。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種磁導(dǎo)可控車銑復(fù)合主軸永磁同步力矩電機(jī)，其特征在于 定子鐵芯1由矽鋼片疊壓而成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種磁導(dǎo)可控車銑復(fù)合主軸永磁同步力矩電機(jī)，其特征在于 轉(zhuǎn)子鐵芯3由矽鋼片疊壓而成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種磁導(dǎo)可控車銑復(fù)合主軸永磁同步力矩電機(jī)，其特征在于 導(dǎo)磁橋?yàn)闂l形。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種磁導(dǎo)可控車銑復(fù)合主軸永磁同步力矩電機(jī)，其特征在于 轉(zhuǎn)子鐵芯采用面裝式或插入式結(jié)構(gòu)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種磁導(dǎo)可控車銑復(fù)合主軸永磁同步力矩電機(jī)，其特征在于 通過控制磁導(dǎo)可控線圈電流來控制轉(zhuǎn)子鐵芯磁導(dǎo)，進(jìn)而控制氣隙磁場，實(shí)現(xiàn)寬范圍調(diào)速。
全文摘要
一種磁導(dǎo)可控車銑復(fù)合主軸永磁同步力矩電機(jī)，包括定子鐵芯內(nèi)側(cè)安裝轉(zhuǎn)子鐵芯，在轉(zhuǎn)子鐵芯與定子鐵芯之間貼裝永磁體；位于轉(zhuǎn)子鐵芯上的定子槽中放置三相繞組，其特征在于導(dǎo)磁橋上安裝磁導(dǎo)可控線圈后嵌入轉(zhuǎn)子鐵芯中，或者在轉(zhuǎn)子鐵芯的沖片上直接生成導(dǎo)磁橋，然后在導(dǎo)磁橋上纏繞磁導(dǎo)可控線圈。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)為提供給磁導(dǎo)可控線圈的功率非常小，非常小的功率就能較大的改變轉(zhuǎn)子上導(dǎo)磁橋的磁導(dǎo)，進(jìn)而改變氣隙磁場，控制簡單，調(diào)速范圍很寬；改變磁導(dǎo)可控線圈的電流方向可以增磁和去磁，進(jìn)而改變氣隙磁場，調(diào)整轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速。
文檔編號H02K26/00GK102170210SQ20111009164
公開日2011年8月31日 申請日期2011年4月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月13日
發(fā)明者夏加寬, 彭兵, 王成元 申請人:沈陽工業(yè)大學(xué)