一种径向磁化双环磁钢永磁电机制造技术

本发明专利技术涉及一种径向磁化双环磁钢永磁电机，包括转子、定子、止推板、螺母和轴，转子由转子环、外磁钢环、内磁钢环和轴承环组成，外磁钢环的内表面为工作面，内磁钢环的外表面为工作面，外磁钢环和内磁钢环安装在转子环上，该转子环安装在轴承环的外圆上组成转子，轴安装在转子轴承环的轴承孔中，两只止推板安装于转子轴承环的左右两侧，两只定子分别安装在转子两端，并用螺母固定在轴上，且两只定子按照串联方式连接起来。本智力成果实现了径向双磁钢环结构在通孔型动压气体轴承三相永磁电机的应用，提高了电机的效率，降低了绕组发热，降低了陀螺仪温度梯度、质心漂移，提高了仪表精度，技术先进、填补了我国在此项技术的空白。

【技术实现步骤摘要】
一种径向磁化双环磁钢永磁电机
本专利技术涉及永磁电机
，尤其是一种径向磁化双环磁钢永磁电机。
技术介绍
在一般情况下，永磁电机多采用径向磁化单环磁钢建立永磁磁场，为降低电机功率损耗，往往设计成达松伐尔型结构，取消定子铁芯结构，以消除定子铁芯损耗，但此结构使得电机工作气隙很大，必须采用高性能的磁钢或增加磁钢尺寸，方能建立电机运转所需的气隙磁场。因此对磁钢的磁性能要求高、需求量大，产品合格率低、制造成本高，同时电机工作电流大，绕组发热高，效率低。另外上述结构在轴向的漏磁较大。
技术实现思路
本专利技术的目的在于弥补现有技术的不足之处，提供一种径向磁化双环磁钢永磁电机。本专利技术的目的是通过以下技术手段实现的：一种径向磁化双环磁钢永磁电机，其特征在于：包括一只转子、两只定子、两只止推板、两个螺母和一颗轴，转子由一只转子环、两只外磁钢环、两只内磁钢环和一只轴承环组成，外磁钢环的内表面为工作面，内磁钢环的外表面为工作面，外磁钢环和内磁钢环安装在转子环上，该转子环安装在轴承环的外圆上组成转子；轴安装在转子轴承环的轴承孔中，两者组成轴颈轴承；两只止推板安装于转子轴承环的左右两侧，轴承环左右端面与两只止推板组成止推轴承对；两只定子分别安装在转子两端，并用螺母固定在轴上，且两只定子按照串联方式连接起来。而且，所述的两只外磁钢环和两只内磁钢环按照磁性能进行配对，转子一侧的外磁钢环、内磁钢环按照磁极对应关系配对。而且，所述的外磁钢环、内磁钢环均采用极数相同的永磁多极整体环磁钢。而且，所述的转子环材料选择膨胀系数与永磁磁钢环接近的材料，采取适当过盈加胶接工艺使外磁钢环、内磁钢环与转子环构成一个刚体。而且，所述的轴的轴颈上开有气体导流槽。而且，所述的两只止推板上按电机运转方向分别开有导流槽。而且，所述的定子为无铁芯，无骨架支撑结构，定子绕组采用三相星形绕组。本专利技术的优点和积极效果是：本专利技术采用径向磁化双环磁钢结构设计，建立高磁密永磁磁场，降低轴向漏磁；采用无骨架定子结构设计，减小工作气隙长度，降低工作电流，提高电机效率；采用轴向对称双电机结构设计，实现轴承的整体性，提高转子刚度，减少质心漂移。本智力成果实现了径向双磁钢环结构在通孔型动压气体轴承三相永磁电机的应用，提高了电机的效率，降低了绕组发热，有望应用于惯性导航系统陀螺仪领域，降低陀螺仪温度梯度、质心漂移，提高仪表精度，技术先进、填补了我国在此项技术的空白。附图说明图1是电机的结构图；图2是转子的结构图；图3是电机两只定子绕组串联连接示意图；图4是电机两只定子绕组并联连接示意图。具体实施方式下面结合附图详细叙述本专利技术的实施例，需要说明的是，本实施例是叙述性的，不是限定性的，不能以此限定本专利技术的保护范围。一种径向磁化双环磁钢永磁电机，采用内外两只磁钢环、对称双定子结构，轴承为通孔动压气体轴承，定子采用无骨架结构。该电机包括一只转子1、两只定子2、两只止推板3、两个螺母4和一颗轴5。陀螺仪所需的动量矩由转子提供，转子(如图2所示)由一只转子环6、两只外磁钢环7、两只内磁钢环8和一只轴承环9组成。外磁钢环的内表面为工作面，内磁钢环的外表面为工作面，两只外磁钢环和两只内磁钢环按照磁性能进行配对，转子一侧的外磁钢环、内磁钢环按照磁极对应关系配对。外磁钢环和内磁钢环安装在转子环上，该转子环安装在轴承环的外圆上组成转子。本设计中外磁钢环、内磁钢环均采用极数相同的永磁多极整体环磁钢，整体性、对称性好，消除多块磁钢组成的多极环质心不稳定的缺陷，提高了转子整体刚度。转子环材料选择膨胀系数与永磁磁钢环接近的材料，采取适当过盈加胶接工艺使外磁钢环、内磁钢环与转子环构成一个刚体，保证转子质心的稳定性。轴安装在转子轴承环的轴承孔中，两者组成轴颈轴承，轴的轴颈上开有气体导流槽，提高电机运转稳定性并实现动压气体轴承的径向承载。两只止推板安装于转子轴承环的左右两侧，轴承环左右端面与两只止推板组成止推轴承对，两只止推板上按电机运转方向分别开有导流槽，电机运转时，实现动压气体轴承的轴向承载。两只定子分别安装在转子两端，调节两只定子的对应位置，使两只定子相位一致，用螺母固定在轴上，并将两只定子按照串联方式连接起来。动压气体轴承为通孔型动压气体轴承，可以采用H型或半球型，本专利采用通孔H型结构，轴承环内孔与轴构成径向轴承，轴承套两端面与止推板构成止推轴承，轴承环、轴、止推板均为同种材料。轴承环、外磁钢环、内磁钢环、转子环的安装方式均采用径向过盈配合方式，使得转子结构刚度大、稳定性好，提高动量矩轴和马达轴的一致性；轴承加工尺寸一致好，旋转起来后，轴承变形小，在静态和动态下，轴承间隙能够保证不变，因此轴承的轴向刚度容易得到保证，柔度差小降低了陀螺仪的不等刚度，可以有效地降低陀螺仪与加速度平方有关的漂移系数，从而有效提高陀螺抗振动能力。电机运转所需的驱动力矩由定子电枢磁场与转子的内磁钢环、外磁钢环建立永磁磁场相互作用形成气隙磁场提供。定子为无铁芯，无骨架支撑结构。定子绕组线圈固定在模具上，整型后，采用注塑成型等方式将绕组密封。该加工方法可以获得光滑表面，易于清洗，减少对动压气体轴承的污染。定子绕组采用三相星形绕组。考虑到电机结构沿轴向和径向的对称性，要在左右两只定子上分别装上一套独立三相星形绕组，采用专用的控制模块，导通方式为两相导通六状态。两只定子上独立的三相星形绕组遵守三相电机绕组的一般原则。两只定子上独立的三相星形绕组之间采用串联连接方式，构成新的三相星形连接(如图3所示)，可以有效避免并联连接(如图4所示)中存在的回流现象。定子无铁芯的结构，消除了铁损，降低电机发热，提高电机效率。定子无骨架支撑结构，减小了工作气隙长度，提高了气隙磁密，减少了定子绕组匝数，增加了绕组线径，有效减小阻值，减少铜耗，降低电机发热，提高电机效率。另外，定子绕组可采用印制绕组形式，排列规范，减少端部尺寸，提高电机效率。电机采用反电势控制技术，利用电机自身的反电势信号的过零点做为转子的位置信息，控制电路以此信号为依据控制与电枢绕组相连的功率管的导通与关断，从而控制电枢绕组的供电顺序，使定子绕组产生旋转磁场，拖动转子旋转。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种径向磁化双环磁钢永磁电机，其特征在于：包括一只转子、两只定子、两只止推板、两个螺母和一颗轴，转子由一只转子环、两只外磁钢环、两只内磁钢环和一只轴承环组成，外磁钢环的内表面为工作面，内磁钢环的外表面为工作面，外磁钢环和内磁钢环安装在转子环上，该转子环安装在轴承环的外圆上组成转子；轴安装在转子轴承环的轴承孔中，两者组成轴颈轴承；两只止推板安装于转子轴承环的左右两侧，轴承环左右端面与两只止推板组成止推轴承对；两只定子分别安装在转子两端，并用螺母固定在轴上，且两只定子按照串联方式连接起来。

【技术特征摘要】
1.一种径向磁化双环磁钢永磁电机，其特征在于：包括一只转子、两只定子、两只止推板、两个螺母和一颗轴，转子由一只转子环、两只外磁钢环、两只内磁钢环和一只轴承环组成，外磁钢环的内表面为工作面，内磁钢环的外表面为工作面，外磁钢环和内磁钢环安装在转子环上，该转子环安装在轴承环的外圆上组成转子；轴安装在转子轴承环的轴承孔中，两者组成轴颈轴承；两只止推板安装于转子轴承环的左右两侧，轴承环左右端面与两只止推板组成止推轴承对；两只定子分别安装在转子两端，并用螺母固定在轴上，且两只定子按照串联方式连接起来。2.根据权利要求1所述的一种径向磁化双环磁钢永磁电机，其特征在于：所述的两只外磁钢环和两只内磁钢环按照磁性能进行配对，转子一侧的外磁钢环、内磁钢环按照磁极对应关系...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈金来，白永杰，昝春燕，赵海涛，
申请(专利权)人：中国船舶重工集团公司第七零七研究所，
类型：发明
国别省市：天津,12