專利名稱：扇形電動機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及機載雷達(dá)天線伺服驅(qū)動組件及有限轉(zhuǎn)角電機技術(shù)領(lǐng) 域，特別是一種扇形電動機。
背景技術(shù)：
隨著技術(shù)的快速發(fā)展，新型雷達(dá)天線系統(tǒng)要求體積更小、重量更 輕、響應(yīng)速度更快，迫切需要一種新型的有限轉(zhuǎn)角驅(qū)動組件，在最大 角度時具有很大的反向力矩，以保證回掃速度。傳統(tǒng)有限轉(zhuǎn)角電機結(jié)構(gòu)為環(huán)形繞線式，基本結(jié)構(gòu)如圖1A和圖IB 所示，當(dāng)線圈l通電后，定子鐵心產(chǎn)生電磁吸力，將銜鐵2吸合。通 過在端板3、機殼4上的三對滾道6與它們之間的滾珠5互相作用， 使?jié)L珠5從滾道6的最高點運動到最低點，這樣就在銜鐵2的直線運 動中加入了一個旋轉(zhuǎn)運動，旋轉(zhuǎn)角度的大小則由滾道6的長短決定。 線圈1斷電后，由一個盤形的恢復(fù)彈簧將銜鐵2拉回到原先位置，滾 珠5又回到滾道6的最高點，完成一個動作的全過程，并作好下一個 動作過程的準(zhǔn)備，這樣便呈現(xiàn)有限轉(zhuǎn)角特性。但傳統(tǒng)有限轉(zhuǎn)角電機存在以下不足(1) 其力矩性能受轉(zhuǎn)角范圍制約，有限轉(zhuǎn)角范圍較窄；(2) 其性能指標(biāo)固化，調(diào)整困難；(3) 電機有限轉(zhuǎn)角靠機械限位，動作噪聲大，壽命短；(4) 不能滿足雷達(dá)天線要求的低速跟蹤及高速回掃功能。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明是要提供一種采用電磁限位，對電動機的轉(zhuǎn)角大小、輸出 力矩和回掃速度均能控制，且噪聲低、壽命長的扇形電動機。為了解決以上的技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種扇形電動機，該電 動機的定子為扇形，即定子沿圓周鐵芯的一扇形弧段，分布若干齒槽， 齒槽內(nèi)安裝繞組，繞組為一相、兩相、三相……"相，轉(zhuǎn)子由扇形轉(zhuǎn) 子鐵芯外表或內(nèi)孔粘結(jié)磁鋼或在轉(zhuǎn)子鐵芯內(nèi)部埋設(shè)磁鋼，該磁鋼沿周圍按N-S-N交叉排列，其中"為任意整數(shù)。所述扇形定子上的齒槽，設(shè)置于扇形鐵芯的內(nèi)側(cè)，扇形鐵芯的內(nèi) 孔圓周非封閉，轉(zhuǎn)子置于定子扇形鐵芯內(nèi)孔內(nèi)，構(gòu)成外定子扇形電動 機。所述扇形定子上的齒槽，設(shè)置于扇形鐵芯的外側(cè)，扇形鐵芯的外 圓圓周非封閉，轉(zhuǎn)子置于定子圓周的外側(cè)，構(gòu)成內(nèi)定子扇形電動機。電動機的定子、轉(zhuǎn)子均為扇形狀時，在定子、轉(zhuǎn)子的同側(cè)裝有同 極性磁極，構(gòu)成磁止擋。在電動機運行至極限位置，有一霍爾傳感器，使輸入信號反向。本發(fā)明將高效率的永磁無刷直流電動機(包括定子、轉(zhuǎn)子、位置 傳感器)沿圓周方向展開，使轉(zhuǎn)子在有限范圍內(nèi)運行，其結(jié)構(gòu)呈扇形 狀，即只有普通電動機的一部分，在電動機定、轉(zhuǎn)子同側(cè)裝有同極性 磁極，構(gòu)成磁止擋結(jié)構(gòu)。當(dāng)電動機定子繞組通電產(chǎn)生磁場，與轉(zhuǎn)子磁 極相互作用，使電動機運轉(zhuǎn)，當(dāng)電動機轉(zhuǎn)子運行接近極限位置時，磁 止擋相同極性的磁極排斥力發(fā)揮作用，實現(xiàn)正向制動和反向加速。因 此該電動機的轉(zhuǎn)角大小、輸出力矩、回掃速度均能得到控制，而且由 于采用電磁限位，噪聲低，壽命長，本發(fā)明扇形電動機是一種比較全 面和全新的有限轉(zhuǎn)角電機模式。本發(fā)明的優(yōu)越功效在于1) 本發(fā)明采用電磁限位，對電動機的轉(zhuǎn)角大小、輸出力矩、回掃 速度均能得到控制；2) 本發(fā)明不僅能在有限角度內(nèi)正反連續(xù)旋轉(zhuǎn)，還能通過改變轉(zhuǎn)子 結(jié)構(gòu)實現(xiàn)整個圓周不限角度的正反連續(xù)旋轉(zhuǎn)；3) 本發(fā)明噪聲低，壽命長。


圖1為傳統(tǒng)有限轉(zhuǎn)角電動機的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為外定子扇形電動機的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3為內(nèi)定子扇形電動機的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4為外定子扇形電動機實現(xiàn)連續(xù)旋轉(zhuǎn)的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖5為內(nèi)定子扇形電動機實現(xiàn)連續(xù)旋轉(zhuǎn)的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖中標(biāo)號說明1-3—端板； 5—滾珠； 701—外定子; 801—內(nèi)定子； 9一磁止擋； ll一磁鋼。2J鐵； 4~機殼； 6—滾道； 702—內(nèi)轉(zhuǎn)子； 802—外轉(zhuǎn)子；10~繞組；具體實施方式
請參閱附圖所示，對本發(fā)明作進一步的描述。如圖2所示，本發(fā)明提供了一種外定子扇形電動機，外定子701由扇形鐵芯構(gòu)成，外定子701內(nèi)孔圓周非封閉，外定子701鐵芯內(nèi)側(cè) 分布若干齒槽，在齒槽內(nèi)安放繞組10，繞組為一相、兩相、三相…… "相("為任意整數(shù))；內(nèi)轉(zhuǎn)子702由扇形轉(zhuǎn)子鐵芯外表粘結(jié)磁鋼11 或在轉(zhuǎn)子鐵芯內(nèi)部埋置磁鋼11構(gòu)成，磁鋼11沿圓周按N-S-N交叉排 列。外定子701、內(nèi)轉(zhuǎn)子702同側(cè)裝有同極性磁極，構(gòu)成磁止擋9。如圖3所示，本發(fā)明提供了一種內(nèi)定子扇形電動機，內(nèi)定子801 由扇形鐵芯構(gòu)成，內(nèi)定子801外圓圓周非封閉，內(nèi)定子801鐵芯外側(cè) 分布若干齒槽，在齒槽內(nèi)安放繞組IO，繞組10為一相、兩相、三相…… w相("為任意整數(shù))；外轉(zhuǎn)子802由扇形轉(zhuǎn)子鐵芯內(nèi)孔粘結(jié)磁鋼11 或在轉(zhuǎn)子鐵芯內(nèi)部埋置磁鋼11構(gòu)成，磁鋼11沿圓周按N-S-N交叉排 列。內(nèi)定子801、外轉(zhuǎn)子802同側(cè)裝有同極性磁極，構(gòu)成磁止擋9。各相繞組10在定子鐵芯上空間對稱分布，當(dāng)各相繞組10通以對 稱電流時，便在氣隙中產(chǎn)生了某一方向的旋轉(zhuǎn)磁場，該磁場與轉(zhuǎn)子磁 極相互作用，帶動轉(zhuǎn)子朝該方向旋轉(zhuǎn)。當(dāng)電機轉(zhuǎn)子運行接近極限位置 時，極限位霍爾傳感器輸出換向信號，控制各相繞組10在氣隙中產(chǎn) 生相反方向的旋轉(zhuǎn)磁場，該磁場與轉(zhuǎn)子磁極相互作用，帶動轉(zhuǎn)子回掃。 同時電機轉(zhuǎn)子運行接近極限位置時，磁止擋9相同極性的磁極排斥力 發(fā)揮作用，保證了負(fù)載在高速掃描時的正向制動和反向加速性能，其 力矩性能不受轉(zhuǎn)角范圍制約；通過合理選擇槽數(shù)和極對數(shù)，轉(zhuǎn)角范圍 變大或變小。因此本發(fā)明的轉(zhuǎn)角大小、輸出力矩、回掃速度均能得到 控制，而這在現(xiàn)有的有限轉(zhuǎn)角電動機中是難于實現(xiàn)的。如圖4所示，外定子扇形電動機的內(nèi)轉(zhuǎn)子702由具有封閉圓周的 轉(zhuǎn)子鐵芯外表粘結(jié)磁鋼11或在轉(zhuǎn)子鐵芯內(nèi)部埋置磁鋼11構(gòu)成，磁鋼 11沿圓周按N-S-N交叉排列；如圖5所示，內(nèi)定子扇形電動機的外 轉(zhuǎn)子802由具有封閉圓周的轉(zhuǎn)子鐵芯內(nèi)孔粘結(jié)磁鋼11或在轉(zhuǎn)子鐵芯內(nèi)部埋置磁鋼11構(gòu)成，磁鋼ll沿圓周按N-S-N交叉排列。如圖4和圖5所示，當(dāng)定、轉(zhuǎn)子取消了磁止檔，轉(zhuǎn)子鐵芯做成整圓周形狀，并將磁鋼11沿整個轉(zhuǎn)子圓周均勻分布，扇形定子可以帶動轉(zhuǎn)子連續(xù)旋轉(zhuǎn)。本發(fā)明不局限于圖示的實例，本技術(shù)領(lǐng)域中的人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到，上述的實施例僅是用來說明本發(fā)明，而并非作為本發(fā)明的限定，只要在本發(fā)明的實質(zhì)精神范圍內(nèi)，對以上所述實例的變化、變型都將落在本發(fā)明的權(quán)利要求書范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1、一種扇形電動機，其特征在于該電動機的定子為扇形，即定子沿圓周鐵芯的一扇形弧段，分布若干齒槽，齒槽內(nèi)安裝繞組，繞組為一相、兩相、三相……n相，轉(zhuǎn)子由扇形轉(zhuǎn)子鐵芯外表或內(nèi)孔粘結(jié)磁鋼或在轉(zhuǎn)子鐵芯內(nèi)部埋設(shè)磁鋼，該磁鋼沿周圍按N-S-N交叉排列，其中n為任意整數(shù)。
2、 按權(quán)利要求1所述的扇形電動機，其特征在于所述扇形定子上的齒槽，設(shè)置于扇形鐵芯的內(nèi)側(cè)，扇形鐵芯的內(nèi) 孔圓周非封閉，轉(zhuǎn)子置于定子扇形鐵芯內(nèi)孔內(nèi)，構(gòu)成外定子扇形電動 機。
3、 按權(quán)利要求1所述的扇形電動機，其特征在于 所述扇形定子上的齒槽，設(shè)置于扇形鐵芯的外側(cè)，扇形鐵芯的外圓圓周非封閉，轉(zhuǎn)子置于定子圓周的外側(cè)，構(gòu)成內(nèi)定子扇形電動機。
4、 按權(quán)利要求1所述的扇形電動機，其特征在于 電動機的定子、轉(zhuǎn)子均為扇形狀時，在定子、轉(zhuǎn)子的同側(cè)裝有同極性磁極，構(gòu)成磁止擋。
5、 按權(quán)利要求l所述的扇形電動機，其特征在于 在電動機運行至極限位置，有一霍爾傳感器，使輸入信號反向。
全文摘要
一種扇形電動機，該電動機的定子為扇形，即定子沿圓周鐵芯的一扇形弧段，分布若干齒槽，齒槽內(nèi)安裝繞組，繞組為一相、兩相、三相……n相，轉(zhuǎn)子由扇形轉(zhuǎn)子鐵芯外表或內(nèi)孔粘結(jié)磁鋼或在轉(zhuǎn)子鐵芯內(nèi)部埋設(shè)磁鋼，該磁鋼沿周圍按N-S-N交叉排列，其中n為任意整數(shù)。電動機的定子、轉(zhuǎn)子均為扇形狀時，在定子、轉(zhuǎn)子的同側(cè)裝有同極性磁極，構(gòu)成磁止擋。本發(fā)明的優(yōu)點是采用電磁限位，對電動機的轉(zhuǎn)角大小、輸出力矩、回掃速度均能得到控制；本發(fā)明不僅能在有限角度內(nèi)正反連續(xù)旋轉(zhuǎn)，還能通過改變轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)實現(xiàn)整個圓周不限角度的正反連續(xù)旋轉(zhuǎn)；本發(fā)明噪聲低，壽命長。
文檔編號H02K1/16GK101577448SQ20091005106
公開日2009年11月11日 申請日期2009年5月12日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月12日
發(fā)明者春 曹, 雨 李, 楊素香 申請人:中國電子科技集團公司第二十一研究所