專利名稱：帶有永磁式定位器的電動機驅動系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種帶有永磁式定位器的電動機驅動系統(tǒng)，屬于電動機驅動系統(tǒng)技術領域。
背景技術：
由于電機存在一定的轉動慣量，導致電機很難實現(xiàn)快速停車。對于泵電機而言，停車時轉速逐漸降低，降為零后轉子還會發(fā)生反轉現(xiàn)象，導致抽取的液體回流，對設備造成損害。目前，電機定位通常是由機械式定位器實現(xiàn)的，其工作原理是，在電機停車的過程中，棘爪在外力作用下卡入定位槽中，電機轉子被固定在了特定的位置，實現(xiàn)了電機轉子的定位。傳統(tǒng)的電機定位也可采用電磁制動的方式來實現(xiàn)，即在電樞繞組上加反電勢，電樞電流將變成負值，產(chǎn)生制動性質的電磁轉矩，迫使電機快速停車，當轉速接近零時，必須及時斷開電源，否則電機轉子將發(fā)生反轉。機械式定位器結構較復雜，運動部件較多，對其制造和裝配精度要求較高，成本高，使用和維護工作復雜，也影響整個系統(tǒng)的傳動剛度，機械傳動的磨損和噪音也是該技術急需解決的問題。電磁制動的方式即在電樞繞組上加反電勢，電樞電流變成負值，電流方向的改變將對線圈產(chǎn)生強烈的碰撞，對電機本身傷害很大，降低了電機的使用壽命，同時激起強烈的電磁干擾，在電機停車過程中，如果不能及時斷開電源，電機轉子將反轉，即使及時斷開了電源也不能控制電機轉子停轉的位置。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了解決在電機停車過程中電機轉子易發(fā)生反轉的問題，進而提供一種帶有永磁式定位器的電動機驅動系統(tǒng)。本發(fā)明的目的是通過以下技術方案實現(xiàn)的
一種帶有永磁式定位器的電動機驅動系統(tǒng)，包括電動機和永磁式定位器，所述電動機的轉子和永磁式定位器的轉子同軸連接。所述永磁式定位器是同心軸式永磁磁力耦合器或者是單邊永磁體的磁定位器。本發(fā)明的有益效果本發(fā)明將同心軸式永磁磁力耦合器作為定位器使用，根據(jù)永磁體異性相吸的原理實現(xiàn)電動機轉子的定位，實驗表明同心軸式永磁磁力稱合器完全能夠作為定位器使用。本發(fā)明電動機和單邊永磁體的磁定位器的轉子同軸連接，單邊永磁體的磁定位器根據(jù)磁力線總是沿著磁阻最小的磁路閉合的原理實現(xiàn)電動機轉子的定位。實驗表明本發(fā)明能夠正常穩(wěn)定地工作，具備加快電機停車、防止電機轉子反轉的功能，尤其適用于電動機作為泵電機使用的場合。


圖I是本發(fā)明同心軸式永磁磁力耦合器和電動機的連接結構示意圖；圖2是本發(fā)明單邊永磁體的磁定位器和電動機的連接結構示意圖3、圖4、圖5和圖6是單邊永磁體的磁定位器定子鐵芯和轉子鐵芯的截面示意圖； 圖7為同心軸式永磁磁力耦合器內(nèi)外轉子鐵芯的截面示意圖，永磁體膠粘于內(nèi)外轉子鐵芯上。由圖3、圖4、圖5和圖6中可以看出該定位器的永磁體可以固定在定子鐵芯內(nèi)圓上，也可以固定在轉子鐵芯外圓上；齒結構可以設計成等距齒結構如圖4和圖5所示，也可以設計成不等距齒結構如圖3和圖6所示，永磁體可以采用鑲嵌的形式固定如圖3和圖5 所示，也可以采用膠粘的形式固定如圖4和圖6所示，由圖中可以看出鑲嵌和膠粘的固定形式對應的永磁體結構不同。
具體實施例方式下面將結合附圖對本發(fā)明做進一步的詳細說明本實施例在以本發(fā)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(fā)明的保護范圍不限于下述實施例。如圖I和圖2所示，本實施例所涉及的帶有永磁式定位器的電動機驅動系統(tǒng)，包括電動機和永磁式定位器，所述電動機的轉子和永磁式定位器的轉子同軸連接。所述永磁式定位器是同心軸式永磁磁力耦合器或者是單邊永磁體的磁定位器，根據(jù)永磁式定位器的不同需求選擇使用。本發(fā)明中同心軸式永磁磁力耦合器作為定位器使用，所述同心軸式永磁磁力耦合器包括機殼2、外轉子3和內(nèi)轉子4,所述機殼2固定于電動機I的機座上，夕卜轉子3與機殼 2相連接，內(nèi)轉子4與電動機I的轉子同軸連接。如圖I所示。針對不同結構的電動機，也可以將同心軸式永磁磁力耦合器的內(nèi)轉子4與機殼2相連，外轉子3與電動機I的轉子同軸連接。圖7給出了同心軸式永磁磁力耦合器內(nèi)外轉子鐵芯的截面示意圖。內(nèi)外轉子鐵芯上均固定有相同極數(shù)的永磁體6,各永磁體均徑向磁化,按照N、S極性交替排列。所述單邊永磁體的磁定位器包括機殼2、定子13和轉子14 (該種單邊永磁體的磁定位器也可以設計成外轉子結構)，機殼2固定在電動機I的機座上，定子13與機殼2相連接，轉子14與電動機I的轉子同軸連接，其結構如圖2所示。如圖3和圖4所示，所述定子13的定子鐵芯5的內(nèi)圓上膠粘或鑲嵌有永磁體6，轉子14的轉子鐵芯8的外圓上開有槽。所述各永磁體6徑向磁化,按照N、S極性交替排列的形式沿周向固定在定子鐵芯 5的內(nèi)圓上。所述轉子鐵芯8的外圓上開有的槽為等距槽或不等距槽。所述永磁體6的極數(shù)和轉子鐵芯8上的槽數(shù)為二、四、六、八、十、十二或十六，永磁體的極數(shù)和槽數(shù)相一致。如圖5和圖6所示，所述轉子鐵芯8的外圓上膠粘或鑲嵌有永磁體6，定子鐵芯5 的內(nèi)圓上開有槽。所述各永磁體6徑向磁化,按照N、S極性交替排列的形式沿周向固定在轉子鐵芯 8的外圓上。所述定子鐵芯5的內(nèi)圓上開有的槽為等距槽或不等距槽。
所述永磁體6的極數(shù)和定子鐵芯5上的槽數(shù)為二、四、六、八、十、十二或十六,永磁體的極數(shù)和槽數(shù)相一致。圖3、圖4、圖5和圖6給出了單邊永磁體的磁定位器的定轉子鐵芯截面示意圖?？梢钥闯鲈摻Y構存在兩種設計方案，方案一定子鐵芯5內(nèi)圓上固定永磁體6，轉子鐵芯8外圓上開槽，該方案結構如圖3和圖4所示，方案二轉子鐵芯8外圓上固定永磁體6，定子鐵芯5 內(nèi)圓上開槽，其結構如圖5和圖6所示。齒結構7可以選擇等距齒結構，見圖4和圖5中齒結構7，也可選擇不等距齒結構，見圖3和圖6中齒結構7。在圖4和圖6中永磁體采用膠粘的形式固定，在圖3和圖5中，永磁體采用鑲嵌的形式固定。按照永磁體的固定位置、齒的結構和永磁體的固定方式的不同配合還可以得到除了

中的四種結構之外的另外四種結構，設計時根據(jù)實際情況、尺寸要求和具體的工作指標來選擇特定的單邊永磁體的磁定位器的結構。所述永磁式定位器，實驗表明根據(jù)實際裝置尺寸，存在永磁體的極數(shù)和定轉子鐵芯間的氣隙長度的最優(yōu)配合，此時永磁式定位器輸出轉矩最大，根據(jù)定位力的大小確定永磁體極數(shù)；根據(jù)工作環(huán)境溫度、轉速等因素確定永磁體的固定方式，鑲嵌的固定方式更適合用于高溫的場合，永磁體不會因為高溫而失效脫落，影響定位器的性能。本發(fā)明一種方案所述同心軸式永磁磁力I禹合器，由于磁場感應效應，兩個相隔一定距離的永磁體通過相互耦合，實現(xiàn)了力矩的無接觸傳遞，在該方案中，同心軸式永磁磁力耦合器作為定位器使用，其中一個轉子與電動機轉子同軸連接，另外一個轉子與靜止部件相連。在電機停車過程中，同心軸式永磁磁力耦合器的內(nèi)外轉子之間輸出的轉矩將阻礙電機轉子的旋轉，加快了電機的停車，根據(jù)永磁體極性相異相吸原理，電機轉子將跟隨同心軸式永磁磁力耦合器停止在一個穩(wěn)定位置，即內(nèi)外轉子鐵芯上永磁體相異磁極對齊的位置， 此時同心軸式永磁磁力稱合器完全具備了定位器的功能。另一方案所述的單邊永磁體的磁定位器存在兩種結構，即定子鐵芯內(nèi)圓上固定永磁體、轉子鐵芯外圓上開槽，或定子鐵芯內(nèi)圓上開槽，轉子鐵芯外圓上固定永磁體，槽數(shù)和永磁體數(shù)保持相等。由于磁力線總是沿著磁阻最小的磁路閉合，旋轉的單邊永磁體的磁定位器最終總是停止在永磁體磁極和齒相對的位置，又因為單邊永磁體的磁定位器與電動機轉子同軸連接，進而實現(xiàn)了電機轉子的定位， 同樣單邊永磁體的磁定位器輸出的轉矩對電機旋轉產(chǎn)生阻礙作用加快了電機的停車。利用同心軸式永磁磁力稱合器作為的定位器和單邊永磁體的磁定位器統(tǒng)稱為永磁式定位器，實驗表明帶有永磁式定位器的電動機驅動系統(tǒng)能夠正常穩(wěn)定地工作，完全能夠達到工作指標的要求。本發(fā)明結構簡單、可靠性高，同時具備加快電機停車、防止電機轉子反轉的功能，克服了現(xiàn)有技術的不足。以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實施方式
，這些具體實施方式
都是基于本發(fā)明整體構思下的不同實現(xiàn)方式，而且本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發(fā)明揭露的技術范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護范圍應該以權利要求書的保護范圍為準。
權利要求
1.一種帶有永磁式定位器的電動機驅動系統(tǒng)，其特征在于，包括電動機和永磁式定位器，所述電動機的轉子和永磁式定位器的轉子同軸連接。
2.根據(jù)權利要求I所述的帶有永磁式定位器的電動機驅動系統(tǒng)，其特征在于，所述永磁式定位器是同心軸式永磁磁力耦合器或者是單邊永磁體的磁定位器。
3.根據(jù)權利要求2所述的帶有永磁式定位器的電動機驅動系統(tǒng)，其特征在于，所述同心軸式永磁磁力稱合器包括機殼、夕卜轉子和內(nèi)轉子,所述機殼固定于電動機的機座上，外轉子與機殼相連接，內(nèi)轉子與電動機的轉子同軸連接。
4.根據(jù)權利要求2所述的帶有永磁式定位器的電動機驅動系統(tǒng)，其特征在于，所述單邊永磁體的磁定位器包括機殼、定子和轉子，所述機殼固定在電動機的機座上，定子與機殼相連接，轉子與電動機的轉子同軸連接。
5.根據(jù)權利要求4所述的帶有永磁式定位器的電動機驅動系統(tǒng)，其特征在于，所述定子鐵芯內(nèi)圓上膠粘或鑲嵌有永磁體，轉子鐵芯外圓上開有槽。
6.根據(jù)權利要求5所述的帶有永磁式定位器的電動機驅動系統(tǒng)，其特征在于，所述各永磁體徑向磁化，按照N、S極性交替排列的形式沿周向固定在定子鐵芯的內(nèi)圓上。
7.根據(jù)權利要求6所述的帶有永磁式定位器的電動機驅動系統(tǒng)，其特征在于，所述轉子鐵芯的外圓上開有的槽為等距槽或不等距槽。
8.根據(jù)權利要求7所述的帶有永磁式定位器的電動機驅動系統(tǒng)，其特征在于，所述永磁體的極數(shù)和轉子鐵芯上的槽數(shù)為二、四、六、八、十、十二或十六，永磁體的極數(shù)和槽數(shù)相 —致。
9.根據(jù)權利要求4所述的帶有永磁式定位器的電動機驅動系統(tǒng)，其特征在于，所述轉子鐵芯的外圓上膠粘或鑲嵌有永磁體，定子鐵芯的內(nèi)圓上開有槽。
10.根據(jù)權利要求9所述的帶有永磁式定位器的電動機驅動系統(tǒng)，其特征在于，所述各永磁體徑向磁化，按照N、S極性交替排列的形式沿周向固定在轉子鐵芯的外圓上。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種帶有永磁式定位器的電動機驅動系統(tǒng)，包括電動機和永磁式定位器，所述電動機的轉子和永磁式定位器的轉子同軸連接。所述永磁式定位器是同心軸式永磁磁力耦合器或者是單邊永磁體的磁定位器。本發(fā)明將同心軸式永磁磁力耦合器作為定位器使用，根據(jù)永磁體異性相吸的原理實現(xiàn)電動機轉子的定位，實驗表明同心軸式永磁磁力耦合器完全能夠作為定位器使用。本發(fā)明電動機的轉子和單邊永磁體的磁定位器的轉子同軸連接，單邊永磁體的磁定位器根據(jù)磁力線總是沿著磁阻最小的磁路閉合的原理實現(xiàn)電動機轉子的定位。實驗表明本發(fā)明能夠正常穩(wěn)定地工作，具備加快電機停車、防止電機轉子反轉的功能，尤其適用于電動機作為泵電機使用的場合。
文檔編號H02K49/10GK102611251SQ201210066868
公開日2012年7月25日 申請日期2012年3月14日 優(yōu)先權日2012年3月14日
發(fā)明者劉承軍, 吳倩, 尚靜, 徐永向, 李勇, 江善林, 王寶超, 王騫, 胡建輝, 鄒繼斌, 鄒繼明 申請人:哈爾濱工業(yè)大學