本发明专利技术公开了一种径向载荷平衡式永磁同步直驱电机，直驱电机包括机壳、定子、转子、主轴、轴承、轴套组件、施力组件，机壳两端设置轴承，主轴被轴承双端支撑，主轴一端伸出机壳外作为输出端，转子安装在主轴上，定子安装在机壳内壁上并与转子相对，轴套组件安装在主轴上，施力组件安装在机壳内壁上，施力组件对轴套组件施加竖直或倾斜向上的力。轴套组件包括套筒、永磁体，施力组件包括铁芯柱、线圈，套筒套设在主轴上，套筒外壁上嵌入圆周分布的若干块永磁体，永磁体径向朝外的磁极一致，铁芯柱安装在机壳内壁上，若干个铁芯柱轴线的延伸方向与主轴相交，铁芯柱外绕制线圈，铁芯柱高于主轴，线圈通电后，铁芯柱产生的磁极对永磁体为吸引力。为吸引力。为吸引力。
【技术实现步骤摘要】
一种径向载荷平衡式永磁同步直驱电机
[0001]本专利技术涉及电机
，具体为一种径向载荷平衡式永磁同步直驱电机。
技术介绍
[0002]同步电机以其准确的转速而在很多高精度转动驱动场合使用，直驱电机直接带着负载进行转动，负载的转矩波动可以被同步电机的转速控制加以抑制，而负载轴的直线度不足导致的端部跳动可能引起电机轴的径向负载，加之联轴器位置的装配误差导致的轴不对中，都会引起电机轴的径向负载，电机轴一般为双端支撑并悬臂输出，电机轴及其上的转子构成的转动部分也有一定的重力，常常会在电机轴与轴承的接触位置，某一角度上接触力持续大于其他角度，从而这一位置的轴承外圈磨损会大于其他角度位置，微量的圆周磨损差异就会造成轴承运行振动加剧，从而导致后续的磨损过程更加迅速。
[0003]现有技术中，一般只是通过提高联轴器处的装配精度、检查负载轴、电机轴的圆跳动来保证电机轴径向载荷在一定程度内，从而不会过快地引起轴承损坏，但是，这些都是预防措施，并且对于卧式安装的电机，转动部件重力造成的径向载荷是无法消除的，会持续地造成轴承竖直底部的磨损，现有技术也只是通过定期检修，检查电机轴跳动、运行振动量来判断电机运行状态是否良好，没有在电机运行时对径向载荷进行调整。
技术实现思路
[0004]本专利技术的目的在于提供一种径向载荷平衡式永磁同步直驱电机，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：一种径向载荷平衡式永磁同步直驱电机，直驱电机包括机壳、定子、转子、主轴、轴承、轴套组件、施力组件，机壳两端设置轴承，主轴被轴承双端支撑，主轴一端伸出机壳外作为输出端，转子安装在主轴上，定子安装在机壳内壁上并与转子相对，轴套组件安装在主轴上，施力组件安装在机壳内壁上，施力组件对轴套组件施加竖直或倾斜向上的力。
[0006]主轴需要轴承提供径向限位，在没有设置施力组件前，主轴径向方向只受到转动部件整体的重力以及与负载轴连接位置不对中导致的弯曲力，不对中只能通过提高装备、连接精度克服，而转动部件的重力导致主轴与轴承的接触力在竖直方向的底端为最大值，且这一接触点长期为最大接触力的情况，这会导致轴承外圈在最底位置的磨损比其他角度上的严重，而本申请在机壳内设置的施力组件对主轴施加非接触的向上的力，将主轴与轴承的接触位置进行调整，例如，对主轴施加大于其转动部件重力的向上力，则主轴与轴承的接触力最大位置变为竖直最上端，让轴承径向承载交替变化增加寿命。
[0007]进一步的，轴套组件包括套筒、永磁体，施力组件包括铁芯柱、线圈，套筒套设在主轴上，套筒外壁上嵌入圆周分布的若干块永磁体，永磁体径向朝外的磁极一致，铁芯柱安装在机壳内壁上，铁芯柱轴线的延伸方向与主轴相交，铁芯柱外绕制线圈，铁芯柱有若干个且
以主轴为轴线圆周分布，铁芯柱高于主轴，线圈通电后，铁芯柱产生的磁极对永磁体为吸引力。
[0008]线圈通电后其裹绕的铁芯柱对轴套组件产生吸引力，吸引力方向沿该铁芯柱的长度方向，不同的铁芯柱对轴套组件的吸引力方向不同，但是都有向上的力，让主轴与轴承的紧贴位置不再固定不动，而是可以通过调整不同铁芯柱的吸引力而进行调整，主轴与轴承紧贴位置的变化使得径向接触力磨损均分到轴承的圆周所有角度上。
[0009]进一步的，铁芯柱、线圈共三组，其中一组铁芯柱、线圈位于主轴正上方，其余两组铁芯柱、线圈对称分布在主轴斜上方，每个线圈施加随主轴转动行程而正弦变化的电流。
[0010]三个线圈分别以铁芯柱为媒介约束磁场，每个铁芯柱对于转动起来的永磁体都是吸引状态，只是随线圈内电流大小而吸引力发生变化，而每个线圈内的电流约为正弦变化，从而施力组件对于轴套组件的吸引力合力也是绕主轴旋转变化的，主轴转动行程即转动节奏，与时间正相关，转速越大，单位时间具有更大行程，主轴与轴承的接触点旋转变化，磨损被分布到所有角度位置上且磨损速度近似。
[0011]进一步的，直驱电机还包括配力组件，配力组件从主轴上取得转动速度并转换为正弦变化的电流输入到线圈上。
[0012]配力组件以主轴转动为基础，获得随主轴转动行程而变化的驱动电流来为线圈附磁。
[0013]进一步的，配力组件包括转筒、滑杆、滑道，转筒转动设置，转筒表面开设螺旋分布并首尾衔接的滑槽，滑道共三个并分别连接到机壳内壁上成固定状态，三个滑道圆周分布在转筒一旁，滑道长度方向与转筒轴线平行，滑道内分别设置沿滑道滑动的滑杆，滑杆朝向转筒的一端嵌入滑槽内并在滑槽内滑动，转筒的转动与主轴转动成正比关系，三个滑杆分别与三个线圈联锁，以滑杆在各自滑道内的位置控制线圈内电流大小。
[0014]滑道限制滑杆的五个自由度，只留滑杆在滑道内的滑动自由度，转筒转动时，滑槽将滑杆推动沿滑槽不断轴向往复正弦移动，以滑杆的该运动位置来作为线圈的驱动电流确定依据。
[0015]进一步的，配力组件还包括电回路和导电环，滑槽表面涂有导电涂料，转筒绝缘，导电环设置在转筒外表面，在转筒轴向上，导电环位于滑槽的一端，导电环与滑槽内导电涂料相接触，滑杆、滑道均为导电材料，电回路将导电环、滑槽上的导电涂料、滑杆、滑道、线圈串起来的形成闭合回路，其中线圈、滑杆、滑道有三组并分别并联布置，导电涂料的导电性低于电回路所用导线、滑杆、滑道、导电环、线圈的导电性。
[0016]滑杆被滑槽轴向推动时，滑杆距离导电环的距离变大，其需要穿过更长的导电涂料路径才能建立起回路使得自身所连接的线圈中通过电流，每个滑杆分别在转筒外表面的不同轴向位置决定了每一路线圈上的支路电阻，转动起来的转筒使得每一路线圈上的支路电流不断正弦变化，施力组件内各个铁芯柱的吸引力也就转动变化，每一路的电流变化独立进行且相位保持不变。
[0017]进一步的，直驱电机还包括减速轮系，减速轮系将主轴转速减速传动至转筒上。
[0018]转筒的转动速度如果是和主轴转速一致，则主轴在轴承处接触力最大点转移速度也就与主轴速度一致，接触力最大点可以称之为刚性接触点，在大部分情况下刚性接触点
的快速转移这是没必要的，因此，通过减速轮系来降低主轴向转筒的传动速度，在相同的主轴转速下，不同的配比可以获得刚性接触点的不同转移速度，也就可以通过不同的配比来在不同的主轴转速下获得相同的刚性接触点转移速度，将刚性接触点的转移速度与主轴转速设置地互质，以免导致共振的不利情况。
[0019]进一步的，减速轮系包括主轴轮、中转轮、末级轮，主轴轮固定在主轴上，中转轮、末级轮均转动安装到从机壳内壁上延伸出来的支架上，中转轮上包括两个齿轮分别与主轴轮、末级轮啮合，每级齿轮传动均为降速传动，转筒安装到末级轮的轮轴上。
[0020]通过两级齿轮传动可以获得更大的传动调整范围以及缩小每个齿轮的直径，减小结构尺寸。
[0021]与现有技术相比，本专利技术所达到的有益效果是：本专利技术通过在主轴上施加克服转动部件整体重力的力来减少主轴与轴承的刚性接触力，因为除转动部件重力外，还有其余额外的装配因素导致的径向磨损力，因此，施力组件施加大本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种径向载荷平衡式永磁同步直驱电机，其特征在于：所述直驱电机包括机壳（1）、定子（21）、转子（22）、主轴（3）、轴承（4）、轴套组件（5）、施力组件（6），所述机壳（1）两端设置轴承（4），所述主轴（3）被轴承（4）双端支撑，主轴（3）一端伸出机壳（1）外作为输出端，所述转子（22）安装在主轴（3）上，所述定子（21）安装在机壳（1）内壁上并与转子（22）相对，所述轴套组件（5）安装在主轴（3）上，所述施力组件（6）安装在机壳（1）内壁上，施力组件（6）对轴套组件（5）施加竖直或倾斜向上的力。2.根据权利要求1所述的一种径向载荷平衡式永磁同步直驱电机，其特征在于：所述轴套组件（5）包括套筒（51）、永磁体（52），所述施力组件（6）包括铁芯柱（61）、线圈（62），所述套筒（51）套设在主轴（3）上，套筒（51）外壁上嵌入圆周分布的若干块永磁体（52），所述永磁体（52）径向朝外的磁极一致，所述铁芯柱（61）安装在机壳（1）内壁上，铁芯柱（61）轴线的延伸方向与主轴（3）相交，铁芯柱（61）外绕制线圈（62），铁芯柱（61）有若干个且以主轴（3）为轴线圆周分布，铁芯柱（61）高于主轴（3），线圈（62）通电后，铁芯柱（61）产生的磁极对永磁体（52）为吸引力。3.根据权利要求2所述的一种径向载荷平衡式永磁同步直驱电机，其特征在于：所述铁芯柱（61）、线圈（62）共三组，其中一组铁芯柱（61）、线圈（62）位于主轴（3）正上方，其余两组铁芯柱（61）、线圈（62）对称分布在主轴（3）斜上方，每个线圈（62）施加随主轴（3）转动行程而正弦变化的电流。4.根据权利要求3所述的一种径向载荷平衡式永磁同步直驱电机，其特征在于：所述直驱电机还包括配力组件（7），所述配力组件（7）从主轴（3）上取得转动速度并转换为正弦变化的电流输入到线圈（62）上。5.根据权利要求4所述的一种径向载荷平衡式永磁同步直驱电机，其特征在于：所述配力组件（7）包括转筒（71）、滑杆（74）、滑道（75），所述转筒（71）转动设置，转筒（71）表面开设螺旋分...
【专利技术属性】
技术研发人员：江晋民，
申请(专利权)人：苏州晋胜技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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