本发明专利技术是适用于机床主轴驱动的直流无刷永磁同步电机及其控制器，电机包括电机外壳，在电机外壳内通过轴承架设有转子轴，转子轴上设置有转子片，在转子片外部设置有定子线圈，所述的转子片上设置有永磁磁钢，永磁磁钢内置在转子片上。控制器包括输入及显示模块、微处理器模块、功率驱动模块和电源整流模块，其中输入及显示模块先将指令传送到微处理器模块上，微处理器模块再控制功率驱动模块，最后功率驱动模块用于驱动定子线圈工作；所述的电源整流模块为微处理器模块、功率驱动模块及定子线圈供电。本发明专利技术生产工艺先进，提高磁性能，降低磁性材料成本；工作性能更可靠，且成本低；具有平衡调节功能；节能高效，降低成本，提高社会经济效益。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术是适用于机床主轴驱动的直流无刷永磁同步电机及其控制器，电机包括电机外壳，在电机外壳内通过轴承架设有转子轴，转子轴上设置有转子片，在转子片外部设置有定子线圈，所述的转子片上设置有永磁磁钢，永磁磁钢内置在转子片上。控制器包括输入及显示模块、微处理器模块、功率驱动模块和电源整流模块，其中输入及显示模块先将指令传送到微处理器模块上，微处理器模块再控制功率驱动模块，最后功率驱动模块用于驱动定子线圈工作；所述的电源整流模块为微处理器模块、功率驱动模块及定子线圈供电。本专利技术生产工艺先进，提高磁性能，降低磁性材料成本；工作性能更可靠，且成本低；具有平衡调节功能；节能高效，降低成本，提高社会经济效益。【专利说明】适用于机床主轴驱动的直流无刷永磁同步电机及其控制器
本专利技术属于机床驱动的
，指一种适用于机床主轴驱动的直流无刷永磁同步电机及其控制器。
技术介绍
目前国内外市场上工业加工的低速机床，数控机床用皮带轮驱动的主轴电机，基本上以三相异步电动机为主体的交流电机驱动系统，调速则以多级变速箱的齿轮调速或矢量变频器对异步电机变频调速方式进行为主，转速受负载影响变化大，不能经济地实现范围较广的调速。在近年的数控机床上也有用编码器配套的伺服电机调速，采用编码器位置控机的矢量变频伺服电机的技术结构，结构复杂，易发故障，制造成本高。
技术实现思路
为了克服现有技术中的缺陷，本专利技术的目的在于提供一种采用直流变频技术的无位置传感器的无刷永磁同步电机及其配套的控制器，控制转速的精度达到0.02%，实现机床控制性能大幅提升，节能高效，电机体积重量减少，降低生产和使用成本，提高社会经济效益。 本专利技术的目的是这样实现的:适用于机床主轴驱动的直流无刷永磁同步电机，包括电机外壳，在电机外壳内通过轴承架设有转子轴，转子轴上设置有转子片，在转子片外部设置有定子线圈，所述的转子片上设置有永磁磁钢，永磁磁钢内置在转子片上。 上述的永磁磁钢呈“一”字形或者“V”字形的结构均布在转子片上。 上述的永磁磁钢有四组、六组或八组。 上述的转子片的两侧通过铆钉连接有非磁性不锈钢夹板。 上述的夹板上开设有供永磁磁钢嵌入转子片的通槽，在夹板沿外圆边均设有若干个平衡用的螺纹孔。 上述的永磁磁钢嵌入转子片的通槽后用胶水粘固。 上述的定子线圈的结构为集中式或分布式。 控制直流无刷永磁同步电机的配套控制器，包括输入及显示模块、微处理器模块、功率驱动模块和电源整流模块，其中输入及显示模块先将指令传送到微处理器模块上，微处理器模块再控制功率驱动模块，最后功率驱动模块用于驱动定子线圈工作；所述的电源整流模块为微处理器模块、功率驱动模块及定子线圈供电。 本专利技术相比现有技术突出且有益的技术效果是: 1、本专利技术采用内置磁钢的新技术，生产工艺先进，提高Q轴电感，提高磁性能，提高电机加速变速性能，提高电机过载能力，降低磁性材料成本； 2、本专利技术采用的配套控制器控制方便又高效，适用于需要频繁控制的各类机床，比日前普遍采用的编码器矢量变频的伺服电机更胜一筹，省掉和伺服电机配套的位置传感器和编码器，工作性能更可靠，且成本也低很多； 3、本专利技术在转子片的两侧装有非磁性不锈钢夹板，可以加强转子整体的强度，还有调节平衡方面的作用； 4、本专利技术控制转速的精度达到0.02%，实现机床控制性能大幅提升，节能高效，电机体积重量减少，降低生产和使用成本，提高社会经济效益。 【专利附图】【附图说明】 图1是本专利技术电机外壳的结构示意图； 图2是本专利技术内置“一”字形磁钢的集中式绕组定转子示意图； 图3是本专利技术内置“一”字形磁钢的分布式绕组定转子示意图； 图4是本专利技术内置“V”字形磁钢的集中式绕组定转子示意图； 图5是本专利技术内置“V”字形磁钢的分布式绕组定转子示意图； 图6是本专利技术内置“一”字形磁钢的夹板示意图； 图7是本专利技术内置“V”字形磁钢的夹板示意图； 图8是本专利技术控制器的原理框图。 图中图号含义: 100-电机外壳；200_转子片；300_定子线圈；400_永磁磁钢；500_夹板；600_铆钉孔；700_通槽；800_控制器；900_螺纹孔。 【具体实施方式】 下面结合附图以具体实施例对本专利技术作进一步描述: 参考图1-图7所示，适用于机床主轴驱动的直流无刷永磁同步电机，包括电机外壳100，在电机外壳100内通过轴承架设有转子轴，转子轴上设置有转子片200，在转子片200外部设置有定子线圈300，所述的转子片200上设置有永磁磁钢400，永磁磁钢400内置在转子片200上。 上述的永磁磁钢400呈“一”字形或者“V”字形的结构均布在转子片200上。 上述的永磁磁钢400有四组、六组或八组。 上述的转子片200的两侧通过铆钉连接有非磁性不锈钢夹板500 (在夹板500的中部开设有若干个铆钉孔600)。 上述的夹板500上开设有供永磁磁钢400嵌入转子片200的通槽700，在夹板500沿外圆边均设有若干个平衡用的螺纹孔900(螺纹孔900按实际需要决定分布位置和数量)O 上述的永磁磁钢400嵌入转子片200的通槽700后用胶水粘固。 上述的定子线圈300的结构为集中式或分布式(优选为集中式)。 参考图8所示，控制直流无刷永磁同步电机的配套控制器，包括输入及显示模块、微处理器模块、功率驱动模块和电源整流模块，其中输入及显示模块先将指令传送到微处理器模块上，微处理器模块再控制功率驱动模块，最后功率驱动模块用于驱动定子线圈300工作；所述的电源整流模块为微处理器模块、功率驱动模块及定子线圈300供电。 上述的微处理器模块为DSP数字信号处理器。 上述的定子线圈300由控制器800控制其工作。 本专利技术无霍尔等位置传感器，转子惯量小，扭矩大，和直流变频技术的控制器配套使用后，方便实现机床动作快速响应，恒转矩，恒功率，I秒钟正转反转停止等各项机床控制优良性能。直流无刷永磁同步电机属于控制电机，它控制方便又高效，适用于需要频繁控制的各类机床，比日前普遍采用的编码器矢量变频的伺服电机更胜一筹，省掉和伺服电机配套的位置传感器和编码器，工作性能更可靠，且成本也低很多。 本专利技术是机床主轴电机控制驱动技术的一大突破。 机床驱动的发展已有三步:1，三相异步电机加多级齿轮箱调速是机床最古老的方案；2，三相异步电机加矢量变频控制器控制调速；3，有位置传感器和编码器，加矢量控制器的永磁交流伺服电机调速。现阶段，第I步基本上已淘汰，第2步和第3步方案都还在应用。第2步方案具有恒力矩性能差，响应速度慢，效率低等缺陷。第3步方案是日前的主流方案，它采用位置传感器和编码器定位工作，这个技术应用多年，传感器和编码器易发故障，和本专利技术相比显得落后。而一般车床主轴电机要求有恒转矩，恒功率，速度能快速无级调速，快速正转反转，这些都是无刷永磁同步电机的强项，由于控制技术的更新进步，实现无位置传感器无编码器，又能快速精准调速，大大减少了故障机率，又降低了制造成本，和第3步方案的同步电机功能基本相同，但结构上原理上也更为先进了。绕组线圈采用性能更优越的集中绕组，它比起交流伺服的分布式绕组铜线更短，散热更好，用铜量更少，损耗更低本文档来自技高网...
【技术保护点】
适用于机床主轴驱动的直流无刷永磁同步电机，包括电机外壳，在电机外壳内通过轴承架设有转子轴，转子轴上设置有转子片，在转子片外部设置有定子线圈，其特征在于：所述的转子片上设置有永磁磁钢，永磁磁钢内置在转子片上。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：金可友，
申请(专利权)人：浙江创美机电有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33
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