一種雙定子通孔軸承永磁陀螺電機制造技術

本發明專利技術涉及一種雙定子通孔軸承永磁陀螺電機，包括定子、轉子、止推板和軸，軸同軸套裝在轉子軸承套的軸承孔內，兩個止推板按動壓氣體軸承的工作方式分別安裝在軸的左右兩端，并用內螺母固定，轉子的左右兩端分別安裝一個定子，該兩個定子用外螺母固定在軸上。本發明專利技術是一種設計科學、結構合理的雙定子通孔軸承永磁陀螺電機，本技術實現了無位置傳感器的雙定子通孔型動壓氣體軸承三相永磁電機在陀螺儀領域的應用，使陀螺儀以及慣性導航系統的精度均有明顯提高，其技術先進、填補了我國在此項技術的空白。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及陀螺儀領域，尤其是一種雙定子通孔軸承三相永磁陀螺電機。
技術介紹
傳統的永磁陀螺電機采用外轉子、單定子、分裂式軸承結構。轉子置于定子外側， 以滿足陀螺儀所需的動量矩。定子在轉子內部，與軸固聯。轉子上安置永磁磁鋼，定子上安置繞組線圈。定子繞組通以三相電流形成定子電樞磁場，與轉子永磁磁鋼磁場相互作用，產生旋轉力矩，使電機旋轉并達到同步狀態。現有的這種傳統永磁陀螺電機主要存在以下缺陷1、定子采用微晶玻璃陶瓷加工，線圈直接粘貼在微晶玻璃陶瓷定子架上，然后與同樣是微晶玻璃陶瓷材料加工的外罩配合、膠接封閉。由于微晶玻璃陶瓷材質孔隙大，清洗困難， 因此對動壓氣體軸承污染嚴重，易導致動壓氣體軸承失效。2、轉子由兩只軸承蓋、轉子環、磁鋼以及屏蔽環組成。首先，磁鋼以及屏蔽環安裝于轉子上，組成轉子組件，然后兩只軸承蓋分別置于轉子組件兩側，通過止口和螺釘定位， 與轉子組件連接，得到轉子。軸承為分裂式結構，雙孔軸頸軸承。兩軸承分置于兩只軸承蓋上，軸承孔與軸構成徑向軸承，軸承蓋端面與止推板構成止推軸承。軸承蓋與轉子用止口和螺釘定位，長時間使用后有位置變化、有振動，同心度難于保證，加工、研磨、裝配復雜，裝拆時容易變化，對動不平衡量影響大，導致儀表精度有變化。3、由于轉子與軸承零件不是同一種材料，其線膨脹系數不一致，熱變形影響大，易造成軸承軸向間隙變化，導致軸承性能變差甚至軸承失效。
技術實現思路
本專利技術的目的在于克服現有技術的不足，提供一種結構簡單可靠，加工、裝配簡便，軸承精度、性能易于保證，電機可靠性高的雙定子通孔軸承永磁陀螺電機。本電機采用通孔軸承、雙定子電機解決軸承受定子污染以及軸承間隙變化問題。本專利技術解決其技術問題是通過以下技術方案實現的—種雙定子通孔軸承永磁陀螺電機，包括定子、轉子、止推板和軸，其特征在于軸同軸套裝在轉子軸承套的軸承孔內，兩個止推板按動壓氣體軸承的工作方式分別安裝在軸的左右兩端，并用內螺母固定，轉子的左右兩端分別安裝一個定子，該兩個定子用外螺母固定在軸上。而且，所述的轉子由軸承套、磁鋼、轉子環和導磁環構成，軸承套的軸心同軸制出一個軸承孔，軸承套同軸安裝在轉子環內，轉子環的左右兩側對稱制出兩個環形安裝槽，每個環形安裝槽內均同軸安裝一個環形的磁鋼，每個磁鋼的外壁與轉子環之間均安裝一個導磁環，每個磁鋼的內壁與轉子環之間均同軸夾裝一個環形的定子。而且，所述的磁鋼為永磁多極整體環磁鋼。而且，所述的兩個定子通過線路電連接，該兩個定子的外端分別固裝在各自的支撐架上，該支撐架用外螺母固定在軸上。而且，所述的定子為無鐵芯結構，定子的外端安裝在陶瓷骨架上，定子繞組線圈粘貼在陶瓷骨架上，經整型、裝模、真空灌膠、固化、脫模等方式將繞組密封，定子繞組采用三相星形連接方式，左右兩只定子上分別裝上一套獨立三相的繞組，采用專用的控制模塊，導通方式為兩相導通六狀態。本專利技術的優點和有益效果為I、本電機的定子為無鐵芯結構，選用致密性好的陶瓷作為骨架支撐材料，定子繞組線圈粘貼在陶瓷骨架上，經整型、裝模、真空灌膠、固化、脫模等方式將繞組密封。該加工方法可以保證定子表面光滑、易清洗，能降低對軸承的污染、延長軸承的使用壽命。2、由于定子為無鐵芯結構，因此電機工作時沒有鐵耗，能降低電機功耗，并可通過提高磁鋼性能增加電機工作氣隙磁密，可以減少電機繞組匝數，同時增加繞組線徑，可有效減小阻值、減少銅耗、提高電機效率。3、本電機的磁鋼采用永磁多極整體環磁鋼，其對稱性好，可消除多塊磁鋼組成的多極環質心不穩定的缺陷，轉子整體程度高。同時轉子環和導磁環均選擇膨脹系數與磁鋼接近材料，使磁鋼、導磁環與轉子環構成了一個剛體，保證轉子質心的穩定性。4、本電機轉子的軸承套、磁鋼、轉子環和導磁環的安裝方式均采用徑向配合方式， 無止口配合、螺釘定位，使得轉子結構剛度大、穩定性好，分裂式軸承結構中兩軸承孔被通孔軸承結構中的一個通孔取代，加工時容易保證同心度，裝拆時軸承參數不受影響，提高了動量矩軸和馬達軸的一致性；軸承加工尺寸一致好，旋轉起來后，軸承變形要遠小于分裂式結構，在靜態和動態下，軸承間隙能夠保證不變，因此軸承的軸向剛度容易得到保證，柔度差小降低了陀螺儀的不等剛度，可以有效地降低陀螺儀與加速度平方有關的漂移系數，從而有效提高陀螺抗振動能力。5、本專利技術是一種設計科學、結構合理的雙定子通孔軸承永磁陀螺電機，本設計實現了無位置傳感器的雙定子通孔型動壓氣體軸承三相永磁電機在陀螺儀領域的應用，使陀螺儀以及慣性導航系統的精度均有明顯提高，其技術先進、填補了我國在此項技術的空白。附圖說明圖I是本專利技術的半剖示意圖2是轉子的半剖示意圖3是軸承的半剖示意圖4是方框原理圖。具體實施方式下面通過具體實施例對本專利技術作進一步詳述，以下實施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本專利技術的保護范圍。一種雙定子通孔軸承永磁陀螺電機，包括定子2、轉子I、止推板3和軸4。本專利技術的創新點在于轉子由軸承套7、磁鋼8、轉子環9和導磁環10構成，軸承套同軸安裝在轉子環內，轉子環的左右兩側對稱制出兩個環形安裝槽，每個環形安裝槽內均同軸安裝一個環形的磁鋼，該磁鋼為永磁多極整體環磁鋼，每個磁鋼的外壁與轉子環之間均安裝一個導磁環，轉子環和導磁環均選擇膨脹系數與磁鋼接近材料，使磁鋼、導磁環與轉子環構成了一個4剛體，保證轉子質心的穩定性。每個磁鋼的內壁與轉子環之間均同軸夾裝一個環形的定子， 該兩個定子通過線路電連接。兩個定子的外端分別固裝在各自的支撐架11上，支撐架通常為金屬架，該支撐架用外螺母6固定在軸上。定子為無鐵芯結構，定子安裝在陶瓷骨架上，定子繞組線圈粘貼在陶瓷骨架上，經整型、裝模、真空灌膠、固化、脫模等方式將繞組密封，定子繞組采用三相星形連接方式，考慮到電機結構沿軸向和徑向的對稱性，左右兩只定子上分別裝上一套獨立三相的繞組，采用專用的控制模塊，導通方式為兩相導通六狀態。兩只定子上獨立的三相繞組遵守三相電機繞組的一般原則。軸承為通孔型動壓氣體軸承(如圖3所示)，軸承套的軸心同軸制出一個軸向的軸承孔，軸同軸套裝在該軸承孔內，軸承套內孔與軸構成徑向軸承，兩個止推板按動壓氣體軸承的工作方式分別安裝在軸的左右兩端，并用內螺母5固定，軸承套兩端面與止推板構成止推軸承，軸承套、軸和止推板均為同種材料。轉子提供陀螺儀所需的動量矩，同時與軸組成軸頸軸承、與止推板組成止推軸承， 實現動壓氣體軸承的徑向支撐和軸向支撐；定子按控制方式通以一定時序的電流，產生定子電樞磁場，與轉子永磁磁場相互作用，產生電機運轉所需的力矩；內螺母、外螺母分別固緊止推板和定子。電機采用反電勢控制技術，利用電機自身的反電勢信號的過零點做為轉子的位置信息，控制電路以此信號為依據控制與電樞繞組相連的功率管的導通與關斷，從而控制電樞繞組的供電順序，使定子繞組產生旋轉磁場，拖動轉子旋轉，控制原理圖見圖4。采用反電勢控制方式實現了電機的可靠工作。權利要求1.一種雙定子通孔軸承永磁陀螺電機，包括定子、轉子、止推板和軸，其特征在于軸同軸套裝在轉子軸承套的軸承孔內，兩個止推板按動壓氣體軸承的工作方式分別安裝在軸的左右兩端，并用內螺母固定，轉子的左右兩端分別安裝一個定子，該兩個定子用外螺母固定在軸上。2.根據權利要求I所述的雙定子通孔軸承永磁陀螺電機，其特征在于所述本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種雙定子通孔軸承永磁陀螺電機，包括定子、轉子、止推板和軸，其特征在于：軸同軸套裝在轉子軸承套的軸承孔內，兩個止推板按動壓氣體軸承的工作方式分別安裝在軸的左右兩端，并用內螺母固定，轉子的左右兩端分別安裝一個定子，該兩個定子用外螺母固定在軸上。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：陳金來，李德才，楊鳳英，齊國華，郭德青，
申請(專利權)人：中國船舶重工集團公司第七零七研究所，
類型：發明
國別省市：