阅读说明：本技术 一种弧形驱动电机 (Arc-shaped driving motor ) 是由 常九健 宋廷伦 赛影辉 海滨 储亚峰 阴山慧 俞兆伟 于 2019-11-26 设计创作，主要内容包括：本申请公开了一种弧形驱动电机，属于电机技术领域。所述电机包括至少四个定子和一个转子；所述至少四个定子与转台设备的固定台面连接，所述至少四个定子采用错位排列方式安装，且所述至少四个定子之间两两对称；所述转子与所述转台设备的转动部分连接，所述至少四个定子中每个定子与所述转子之间存在间隙。本申请中，弧形驱动电机包括至少四个定子和一个转子，没有诸如齿轮、丝杠、摩擦轮等器件，省去了大量的中间传动环节，提高了系统的传动精度和传动效率。且由于至少四个定子与转台设备的固定台面连接，转子与转台设备的转动部分连接，且每个定子与转子之间存在间隙，说明可以将弧形驱动电机分成多块进行组装，减小了加工和运输难度。(The application discloses arc driving motor belongs to motor technical field. The motor comprises at least four stators and a rotor; the at least four stators are connected with a fixed table top of the rotary table equipment, the at least four stators are installed in a staggered arrangement mode, and the at least four stators are symmetrical in pairs; the rotor is connected to a rotating portion of the turntable device, and a gap exists between each of the at least four stators and the rotor. In this application, arc driving motor includes four at least stators and a rotor, does not have such devices as gear, lead screw, friction pulley, has saved a large amount of middle transmission links, has improved the transmission precision and the transmission efficiency of system. And because at least four stators are connected with the fixed table surface of the rotary table equipment, the rotor is connected with the rotating part of the rotary table equipment, and a gap exists between each stator and the rotor, the arc-shaped driving motor can be divided into a plurality of blocks to be assembled, and the processing and transportation difficulty is reduced.)

一种弧形驱动电机

技术领域

本申请涉及电机技术领域，特别涉及一种弧形驱动电机。

背景技术

目前，传统的转台采用的传动方式主要包括：蜗轮蜗杆传动、齿轮传动、摩擦传动和力矩电机同轴安装传动。这些传统的传动方式在大型转台设备的发展的过程中都起到了举足轻重的作用。

但是，由于大型转台设备的体积越来越大，导致电机的尺寸也随之增加，且随着电机尺寸的增加，给电机的加工、运输带来不便，导致电机的制造成本增加。

发明内容

本申请提供了一种弧形驱动电机，可以解决相关技术中电机加工、运输困难，且制造成本较高的问题。所述技术方案如下：

一方面，提供了一种弧形驱动电机，所述电机包括至少四个定子和一个转子；

所述至少四个定子与转台设备的固定台面连接，所述至少四个定子采用错位排列方式安装，且所述至少四个定子之间两两对称；

所述转子与所述转台设备的转动部分连接，所述至少四个定子中每个定子与所述转子之间存在间隙。

在一些实施例中，所述每个定子包括铁心、线圈绕组和定子外壳；

所述线圈绕组缠绕在所述铁心上，所述铁心和所述线圈绕组固定在所述定子外壳中；

所述定子外壳与所述转台设备的固定台面连接。

在一些实施例中，所述定子外壳包括至少两个凹槽，所述每个定子通过所述定子外壳的至少两个凹槽与所述转台设备的固定台面连接。

在一些实施例中，所述铁心和所述线圈绕组通过环氧浇筑的方式固定在所述定子外壳中。

在一些实施例中，所述线圈绕组采用跨相邻槽的方式以及预设缠绕方式缠绕在所述铁心上。

在一些实施例中，所述每个定子通过预设数量个铁心压制构成，且所述每个铁心的厚度为预设厚度。

在一些实施例中，所述每个定子采用分数槽结构设计，且所述每个定子包括11极10槽。

在一些实施例中，所述转子包括多个永磁体和一个背铁；

所述多个永磁体贴靠在所述背铁的外圆弧面，所述外圆弧面为与所述至少四个定子相靠近的一面，所述转子通过所述背铁与所述转台设备的转动部分连接。

在一些实施例中，所述背铁包括至少一个通孔，所述转子通过所述背铁的至少一个通孔与所述转台设备的转动部分连接。

在一些实施例中，所述背铁的材料包括硅钢，所述多个永磁体中每个永磁体的材料包括钕铁硼。

本申请提供的技术方案至少可以带来以下有益效果：

在本申请实施例中，由于弧形驱动电机可以包括至少四个定子和一个转子，没有其他诸如齿轮、丝杠、摩擦轮等器件，省去了大量的中间传动环节，大大地提高了系统的传动精度和传动效率。且由于至少四个定子与转台设备的固定台面连接，转子与转台设备的转动部分连接，且每个定子与转子之间存在间隙，说明可以将弧形驱动电机分成多块进行组装，大大地减小了加工和运输难度，可以满足大型转台设备的发展对新型传动方式的需要，实现大型大型转台设备的平稳、高精度运行。另外，由于至少四块定子可以采用错位排列方式安装，两两对称分布，从而可以抵消定子与转子之间的径向吸引力，消除电机由于径向力产生的高频振动和噪音。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请实施例提供的一种弧形驱动电机的结构示意图；

图2是本申请实施例提供的一种每个定子输出额定力矩示意图；

图3是本申请实施例提供的一种四个定子错位排列输出额定力矩的示意图；

图4是本申请实施例提供的一种定子的齿槽结构示意图；

图5是本申请实施例提供的一种定子内部结构示意图；

图6是本申请实施例提供的一种线圈绕组排布示意图；

图7是本申请实施例提供的一种定子外壳的结构示意图；

图8是本申请实施例提供的另一种弧形驱动电机的结构示意图；

图9是本申请实施例提供的一种永磁体的形状示意图。

附图标记：

1：定子，2：转子；

11：铁心，12：线圈绕组，13定子外壳，21：永磁体，22：背铁；

221：通孔；

131：第一凹槽，132：第二凹槽。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请实施方式作进一步地详细描述。

图1为本申请实施例提供的一种弧形驱动电机的结构示意图，参见如1，该电机包括至少四个定子1和一个转子2；至少四个定子1与转台设备的固定台面连接，至少四个定子1采用错位排列方式安装，且至少四个定子1之间两两对称；转子2与转台设备的转动部分连接，至少四个定子1中每个定子1与转子2之间存在间隙。

在本申请实施例中，由于弧形驱动电机可以包括至少四个定子和一个转子，没有其他诸如齿轮、丝杠、摩擦轮等器件，省去了大量的中间传动环节，大大地提高了系统的传动精度和传动效率。且由于至少四个定子与转台设备的固定台面连接，转子与转台设备的转动部分连接，且每个定子与转子之间存在间隙，说明可以将弧形驱动电机分成多块进行组装，大大地减小了加工和运输难度，可以满足大型转台设备的发展对新型传动方式的需要，实现大型大型转台设备的平稳、高精度运行。另外，由于至少四块定子可以采用错位排列方式安装，两两对称分布，从而可以抵消定子与转子之间的径向吸引力，消除电机由于径向力产生的高频振动和噪音。

需要说明的是，为了便于说明，本申请实施例的附图可以由四个定子1和一个转子2装配而成，且该四个定子结构形式完全一样。参见图1，四个定子中互不相邻的两个定子成180°对称分布，从而可以抵消定子1与转子2之间的径向吸引力，消除电机由于径向力产生的高频振动和噪音。四个定子中相邻两个定子之间相差87.1875°，从而可以最大限度地减小齿槽转矩和边端转矩，减小由此产生的力矩波动。

作为一种示例，参见图2，本申请实施例提供了一种每个定子输出额定力矩示意图，由图2可知，在额定电压和转速下每个定子1出力30N·m，经过电机的结构优化，力矩波动系数为5％。在出力相同的情况下与未经过优化的电机相比，力矩波动系数是原来的1/3左右。

作为一种示例，当电机包括4个定子1时，参见图3，本申请实施例提供了一种四个定子1错位排列输出额定力矩的示意图。在额定电压和转速下，四块定子1共同出力120N·m，经过对定子1位置的错位排列，力矩波动系数为3％，在相同的条件下比常规方法排列的力矩波动系数降低2个百分点。

作为一种示例，每个定子1的长度可以经过有限元优化设计，且通过有限元分析可以将每块定子1中心角设计成54°。

值得说明的是，由于每块定子1的长度可以经过有限元优化设计，由于边端力的大小和定子的长度相关，因此，通过优化定子1的长度可以大大地减小边端力，从而可以最大限度地减小边端力矩造成的力矩波动。

作为一种示例，每个定子1与转子2之间的间隙可以为预设间隙，该预设间隙可以事先设置，比如，该预设间隙可以为1.2mm，电机的有效厚度可以为50mm。

作为一种示例，每个定子1可以采用分数槽结构设计，且每个定子包括11极10槽。

需要说明的是，每极每相槽数为3/8，线圈节距中心角为5°(也即是160°电角度)，三相线圈在空间相位相差120°电角度。由于定子槽开口大小可以采用有限元最优化设计，从而可以最大限度地减小齿槽转矩。图4为本申请实施例提供的一种定子的齿槽结构示意图，表1为本申请实施例提供的一种齿槽的的参数。

表1

b0	0.6
		b1	6
b2	7.8
		h0	0.5
h2	18

在一些实施例中，该每个定子1可以包括铁心11、线圈绕组12和定子外壳13；线圈绕组12缠绕在铁心11上，铁心11和线圈绕组12固定在定子外壳13中；定子外壳13与转台设备的固定台面连接。

作为一种示例，每个定子1可以通过预设数量个铁心11压制构成，且每个铁心11的厚度为预设厚度。

需要说明的是，铁心11可以为弧形硅钢片。该预设数量和预设厚度均可以根据需求事先设置，该预设数量可以为100，该预设厚度可以为0.35mm(毫米)。也即是，每个定子1可以由100块厚度为0.35mm的硅钢片压制而成。

由于铁心11可以为弧形硅钢片，因此，每个定子1的形状为弧形定子，且电机包括四个定子1时，该每个定子1的外半径可以为240mm，内半径可以为200mm，中心角可以为54°，外弧长可以为226.2mm。

需要说明的是，该硅钢片的材料型号可以是35WW270。

参见图5，本申请实施例提供了一种定子内部结构图，也即是，线圈绕组12缠绕在铁心11的结构示意图。为了便于说明，本申请实施例还提供了一种线圈绕组排布示意图，参见图6。

作为一种示例，铁心11和线圈绕组12通过环氧浇筑的方式固定在定子外壳13中。

作为一种示例，线圈绕组12采用跨相邻槽的方式以及预设缠绕方式缠绕在铁心11上。

需要说明的是，该预设缠绕方式可以为从左至右，三相绕组分别按AaaAAaBbbBBbCccCCc的方式，其中A表示A相线圈绕进，a表示A相线圈绕出，B表示B相线圈绕进，b表示B相线圈绕出，C表示C相线圈绕进，c表示C相线圈绕出。

还需要说明的是，当电机包括四个定子1时，互不相邻的两个定子1可以采用两两并联的方式，其中互不相邻的一组定子1采用电路A进行控制，另一互不相邻的一组定子1采用电路B进行控制。其中，电路A和电路B输出电压可以是具有相同峰值，相同频率的正弦波电压，不同的是电路A的初始相位比电路B的初始相位晚π/2。

作为一种示例，线圈绕组12可以采用线径为0.5mm的漆包线，线圈采用双股并绕的方式，且每个线圈60匝。

参见图7，定子外壳13包括至少两个凹槽，每个定子1通过定子外壳13的至少两个凹槽与转台设备的固定台面连接。在本申请实施例附图中以第一凹槽131和第二凹槽132为例进行说明。

需要说明的是，该至少两个凹槽可以为U型槽，也可以为其他形状的凹槽。每个定子1可以通过定子外壳13上的凹槽进行定位和位置调整。

参见图8，转子2包括多个永磁体21和一个背铁22；多个永磁体21贴靠在背铁22的外圆弧面，外圆弧面为与至少四个定子1相靠近的一面，转子2通过背铁22与转台设备的转动部分连接。

作为一种示例，参见图8，背铁22包括至少一个通孔221，转子2通过背铁22的至少一个通孔221与转台设备的转动部分连接。

需要说明的是，背铁22的材料可以包括硅钢，多个永磁体21中每个永磁体21的材料可以包括钕铁硼，永磁体21的材料型号可以为N38UH，永磁体21的最高高度可以为6mm，且该永磁体21剩磁可以达到1.2T，矫顽力可以达到790KA/m。

作为一种示例，转子2可以包括64极(32对)永磁体21，当然随着电机增大，转子2所包括的永磁体21的个数也会随着增加，且永磁体21的形状可以采用有限元法优化设计，比如，永磁体21的形状可以如图9所示的形状。由于永磁体21的形状可以采用有限元法优化设计，从而可以使气隙中磁场成正弦规律分布，可以最大限度地减小电机产生的力矩波动。

在本申请实施例中，由于弧形驱动电机可以包括至少四个定子和一个转子，没有其他诸如齿轮、丝杠、摩擦轮等器件，省去了大量的中间传动环节，大大地提高了系统的传动精度和传动效率。且由于至少四个定子与转台设备的固定台面连接，转子与转台设备的转动部分连接，且每个定子与转子之间存在间隙，说明可以将弧形驱动电机分成多块进行组装，大大地减小了加工和运输难度，可以满足大型转台设备的发展对新型传动方式的需要，实现大型大型转台设备的平稳、高精度运行。另外，由于至少四块定子可以采用错位排列方式安装，两两对称分布，从而可以抵消定子与转子之间的径向吸引力，消除电机由于径向力产生的高频振动和噪音。

以上所述为本申请提供的实施例，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。