一种扁平状有限转角力矩电机制造技术

本发明专利技术提供的一种扁平状有限转角力矩电机，包括机壳和转轴；所述机壳内按有绕组和铁芯，所述转轴上安装有永磁体，所述转轴安装在机壳的中心，所述铁芯为导磁结构固定安装在机壳内，绕组绕制在铁芯的两端，所述机壳上设置有限位装置限制转轴转动角度。本发明专利技术通过铁芯的特殊结构导磁结构和绕组的绕制方式，使绕组产生的磁场能够在铁芯内圆上圆形分布，使电机能够做成扁平状适应阀的需求。

A Flat Finite Angle Torque Motor

【技术实现步骤摘要】
一种扁平状有限转角力矩电机
本专利技术涉及一种扁平状有限转角力矩电机。
技术介绍
某导弹发动机燃油阀门开关的驱动电机；电机输出转矩大，需在一个扁平长方体内实现电机转矩输出和旋转限位功能。受发动机体积、电源及安装位置的限制，使得电机的结构需紧凑，充分利用电机的宽度和长度。由于电机外形特殊，其设计更具难度。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种扁平状有限转角力矩电机。本专利技术通过以下技术方案得以实现。本专利技术提供的一种扁平状有限转角力矩电机，包括机壳和转轴；所述机壳内按有绕组和铁芯，所述转轴上安装有永磁体，所述转轴安装在机壳的中心，所述铁芯为导磁结构固定安装在机壳内，绕组绕制在铁芯的两端，所述机壳上设置有限位装置限制转轴转动角度。所述机壳包括端盖,端盖安装在机壳一端的开口内，端盖上加工有限制转轴转动的限位装置，转轴的另一端安装在机壳内壁中心上的圆槽内。所述限位装置为圆弧凸台，加工在端盖的外侧。所述铁芯的两端加工有绕线孔,铁芯的中心加工有通孔，绕线孔和通孔之间形成拟磁件。所述拟磁件为圆弧型，拟磁件在绕线孔侧的侧壁上加工有通孔。所述绕组循环规则缠绕两个绕线孔的外壁上且始点和终点均分别在绕线孔的外壁外侧。所述转轴依次加工有圆轴、磁钢安装槽、台阶、扁轴，所述圆轴与机壳上的圆槽配合，磁钢安装槽加工在铁芯两端分别正对的转轴两侧，两个磁钢安装槽内均固定安装有永磁体，磁钢安装槽和圆轴之间设置有圆盘隔板，所述台阶与端盖中心的轴孔配合，所述扁轴与端盖上的圆弧凸台配合。所述机壳的开口两端及其侧面上分别固接有安装扣A和安装扣B。所述端盖的上外端面在机壳的开口外端面在同一平面。所述圆弧凸台偏心转轴轴心1mm。本专利技术的有益效果在于：通过铁芯的特殊结构导磁结构和绕组的绕制方式，使绕组产生的磁场能够在铁芯内圆上圆形分布，使电机能够做成扁平状适应阀的需求。附图说明图1是本专利技术的结构示意图；图2是图1A-A向截面图；图3是本专利技术的转轴结构示意图；图4是本专利技术的端盖结构示意图；图5是本专利技术的铁芯结构示意图；图6是本专利技术的绕组绕线方式示意图；图中：1-第一轴承，2-机壳，21-安装扣A，22-安装扣B，3-外绝缘层，4-内绝缘层，5-绕组，6-铁芯，61-绕线孔，62-限位槽，63-通孔，7-锁紧螺栓，8-端盖，81-限位凸台，9-转轴，91-扁轴，92-台阶，93-磁钢安装槽，94-圆轴，10-第二轴承，11-调整垫圈，12-永磁体。具体实施方式下面进一步描述本专利技术的技术方案，但要求保护的范围并不局限于所述。一种扁平状有限转角力矩电机，包括机壳2和转轴9；所述机壳2内按有绕组5和铁芯6，所述转轴9上安装有永磁体12，所述转轴9安装在机壳2的中心，所述铁芯6为导磁结构固定安装在机壳2内，机壳的的两侧壁上加工有凸台与6两侧的凹槽配合，限制6在2的内横向滑动，绕组5绕制在铁芯6的两端，所述机壳2上设置有限位装置限制转轴9转动角度。所述机壳2包括端盖8,端盖8安装在机壳2一端的开口内，端盖8上加工有限制转轴9转动的限位装置，转轴9的另一端安装在机壳2内壁中心上的圆槽内。所述限位装置为圆弧凸台，加工在端盖8的外侧。所述铁芯6的两端加工有绕线孔61,铁芯6的中心加工有通孔63，绕线孔61和通孔63之间形成拟磁件，输出力矩的实现主要是绕组中流通电流，如图5所示，在铁芯产生磁场，与转子永磁体产生的磁场相互作用，使转子旋转输出转角与转矩，电机若要旋转，磁场分布必须在铁芯内圆上行成圆形旋转的行波，通常铁芯只能为圆形，以达到将绕组沿圆周均匀分布的目的。由于电机的外形为扁平型，无法实现绕组圆周分布，只能集中绕制在两个方向上。铁芯作为定子导磁结构，可以通过导磁结构的形状设计，即使绕组集中在两个缠绕方向上，磁场也能在铁芯内圆上圆形分布，如图5所示。绕组绕在铁芯两个环上，绕组通电后在环上产生磁场，磁场经两端特殊结构在铁芯内圆行程圆形磁场。所述拟磁件为圆弧型，拟磁件在绕线孔61侧的侧壁上加工有通孔63。所述绕组5循环规则缠绕两个绕线孔61的外壁上且始点和终点均分别在绕线孔61的外壁外侧。所述转轴9依次加工有圆轴94、磁钢安装槽93、台阶92、扁轴91，所述圆轴94与机壳2上的圆槽配合，磁钢安装槽93加工在铁芯6两端分别正对的转轴9两侧，两个磁钢安装槽93内均固定安装有永磁体12，磁钢安装槽93和圆轴94之间设置有圆盘隔板，所述台阶92与端盖8中心的轴孔配合，所述扁轴91与端盖8上的圆弧凸台配合。所述机壳2的开口两端及其侧面上分别固接有安装扣A21和安装扣B22。所述端盖8的上外端面在机壳2的开口外端面在同一平面。所述圆弧凸台偏心转轴9轴心1mm。本专利技术的原理为：限制转轴转动角度主要由端盖上一个高1mm凸台和轴的一段铣扁组成，如图4所示，根据电机20°±1°转角范围和工作特点，来设计出端盖凸台的宽度和轴扁的厚度。由于电机转矩大，转速高，限位机构作用时受很大的冲击力。为防止多次作用下该机构变形而引起转角范围的变化，凸台采用偏心1mm设计，可使轴扁与凸台的配合过程中始终是面接触。此外，凸台材料采用硬度较高的C660钢，轴扁采用硬度相对较低的2Cr13不锈钢，软硬配合，既降低了碰撞时的噪声，同时消除了限位机构的变形风险。此外，扁厚度每变化0.05mm，电机总的旋转角度变化1°，为保证±1°的转角公差，轴铣扁出公差取±0.025mm；输出力矩的实现主要是绕组中流通电流，如图5所示，在铁芯产生磁场，与转子永磁体产生的磁场相互作用，使转子旋转输出转角与转矩，电机若要旋转，磁场分布必须在铁芯内圆上行成圆形旋转的行波，通常铁芯只能为圆形，以达到将绕组沿圆周均匀分布的目的。由于电机的外形为扁平型，无法实现绕组圆周分布，只能集中绕制在两个方向上。铁芯作为定子导磁结构，可以通过导磁结构的形状设计，即使绕组集中在两个缠绕方向上，磁场也能在铁芯内圆上圆形分布，如图5所示。绕组绕在铁芯两个环上，绕组通电后在环上产生磁场，磁场经两端特殊结构在铁芯内圆行程圆形磁场。铁芯形状和大小对电机输出转矩性能的和回中转矩有重大影响。由于实际制造时将铁芯从对称中心分成两半以便于下线，或者绕组直接穿绕在铁芯上。铁芯齿过厚，绕组缠绕空间不足，将导致绕组缠绕困难，或者缠绕根数不足而引起电机出力不足，电流偏大。铁芯齿过薄，将导致电机过饱和，因此齿的尺寸必须经过优选。由于电机开槽会产生齿槽转矩，该转矩会使电机的转子回转到限位中电，称为回中转矩，这一转矩将影响电机的初始位置。为防止电机产生回中转矩，影响电机控制精度，电机槽口封闭，采用无槽口设计。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种扁平状有限转角力矩电机，包括机壳(2)和转轴(9)，其特征在于：所述机壳(2)内按有绕组(5)和铁芯(6)，所述转轴(9)上安装有永磁体(12)，所述转轴(9)安装在机壳(2)的中心，所述铁芯(6)为导磁结构固定安装在机壳(2)内，绕组(5)绕制在铁芯(6)的两端，所述机壳(2)上设置有限位装置限制转轴(9)转动角度。

【技术特征摘要】
1.一种扁平状有限转角力矩电机，包括机壳(2)和转轴(9)，其特征在于：所述机壳(2)内按有绕组(5)和铁芯(6)，所述转轴(9)上安装有永磁体(12)，所述转轴(9)安装在机壳(2)的中心，所述铁芯(6)为导磁结构固定安装在机壳(2)内，绕组(5)绕制在铁芯(6)的两端，所述机壳(2)上设置有限位装置限制转轴(9)转动角度。2.如权利要求1所述的扁平状有限转角力矩电机，其特征在于：所述机壳(2)包括端盖(8),端盖(8)安装在机壳(2)一端的开口内，端盖(8)上加工有限制转轴(9)转动的限位装置，转轴(9)的另一端安装在机壳(2)内壁中心上的圆槽内。3.如权利要求1所述的扁平状有限转角力矩电机，其特征在于：所述限位装置为圆弧凸台，加工在端盖(8)的外侧。4.如权利要求1所述的扁平状有限转角力矩电机，其特征在于：所述铁芯(6)的两端加工有绕线孔(61),铁芯(6)的中心加工有通孔(63)，绕线孔(61)和通孔(63)之间形成拟磁件。5.如权利要求3所述的扁平状有限转角力矩电机，其特征在于：所述拟磁件为圆弧型，拟磁件在绕线孔(61)侧的侧壁上加工有通孔...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘有恩，刘鑫博，葛红岩，赵飞，
申请(专利权)人：贵州航天林泉电机有限公司，
类型：发明
国别省市：贵州,52