用于伺服系统的五相电机

技术领域

本发明属于伺服电机技术领域，尤其涉及一种用于伺服系统的五相电机。

背景技术

现有用于伺服系统的电机存在转矩波动大的问题。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供了一种用于伺服系统的五相电机，其旨在解决转矩波动大的问题。

本发明是这样实现的：

一种用于伺服系统的五相电机，包括：

电机转轴；

转子结构，包括转子铁芯和十二个永磁体，所述转子铁芯呈圆筒形，并套接所述电机转轴，且与所述转子结构固定连接，所述转子铁芯开设有沿所述转子铁芯的圆周方向等间距间隔排列的十二个内嵌孔，所述内嵌孔的开设方向平行于所述电机转轴的延伸方向，各所述内嵌孔分别嵌有一个所述永磁体，所述转子铁芯还于任意两相邻的内嵌孔之间开设有隔磁孔，所述隔磁孔的开设方向平行于所述电机转轴的延伸方向；

定子结构，包括定子铁芯和定子绕组，所述定子铁芯呈圆筒形，并套接所述转子结构，且与所述转子结构间隔配合，所述定子铁芯具有十个沿所述定子铁芯的圆周方向依次排列的定子齿，所述定子绕组包括沿所述定子铁芯的圆周方向依次设置的第一A相绕组、第一C相绕组、第一E相绕组、第一B相绕组、第一D相绕组、第二A相绕组、第二C相绕组、第二E相绕组、第二B相绕组和第二D相绕组，所述第一A相绕组、所述第一C相绕组、所述第一E相绕组、所述第一B相绕组、所述第一D相绕组、所述第二A相绕组、所述第二C相绕组、所述第二E相绕组、所述第二B相绕组和所述第二D相绕组分别绕设于一个所述定子齿上。

可选地，所述内嵌孔为条形孔，且长度方向为所述电机转轴的径向方向；

和/或，所述隔磁孔为条形孔，且其长度延伸路径为以所述电机转轴的轴线为中心的圆弧。

可选地，所述转子铁芯由多个转子冲片在所述电机转轴的长度延伸方向叠加形成。

可选地，所述转子铁芯为Spoke型转子结构。

可选地，所述定子铁芯包括十个沿所述定子铁芯的圆周方向依次排列的定子组块，各所述定子组块分别形成有一个所述定子齿，并由多个定子冲片在所述电机转轴的长度延伸方向叠加形成。

首先，基于本发明的电子结构，本发明为五相电机，相对于三相电机，能够提高转矩密度及功率密度，降低转矩波动，其次，隔磁孔和内嵌孔之间的结构即为隔磁桥，可以有效减小永磁体的磁漏，增大主极磁场强度，从而增加电机转矩，最后，本发明的拓扑结构为10槽8极的分数槽集中式绕组结构，能够更好地适用于低速大扭矩工况，且方便自动化生产以及气隙磁链的正弦性。

本发明还提供一种用于伺服系统的五相电机，包括：

电机转轴；

转子结构，包括转子铁芯和八个永磁体，所述转子铁芯呈圆筒形，并套接所述电机转轴，且与所述转子结构固定连接，所述转子铁芯开设有沿所述转子铁芯的圆周方向等间距间隔排列的八个内嵌孔，所述内嵌孔的开设方向平行于所述电机转轴的延伸方向，各所述内嵌孔分别嵌有一个所述永磁体，所述转子铁芯还于任意两相邻的内嵌孔之间开设有隔磁孔，所述隔磁孔的开设方向平行于所述电机转轴的延伸方向；

定子结构，包括定子铁芯和定子绕组，所述定子铁芯呈圆筒形，并套接所述转子结构，且与所述转子结构间隔配合，所述定子铁芯具有十个沿所述定子铁芯的圆周方向依次排列的定子齿，所述定子绕组包括沿所述定子铁芯的圆周方向依次设置的第一A相绕组、第一C相绕组、第一E相绕组、第一B相绕组、第一D相绕组、第二A相绕组、第二C相绕组、第二E相绕组、第二B相绕组和第二D相绕组，所述第一A相绕组、所述第一C相绕组、所述第一E相绕组、所述第一B相绕组、所述第一D相绕组、所述第二A相绕组、所述第二C相绕组、所述第二E相绕组、所述第二B相绕组和所述第二D相绕组分别绕设于一个所述定子齿上。

可选地，所述内嵌孔为条形孔，且长度方向为所述电机转轴的径向方向；

和/或，所述隔磁孔为条形孔，且其长度延伸路径为以所述电机转轴的轴线为中心的圆弧。

可选地，所述转子铁芯由多个转子冲片在所述电机转轴的长度延伸方向叠加形成。

可选地，所述转子铁芯为Spoke型转子结构。

可选地，所述定子铁芯包括十个沿所述定子铁芯的圆周方向依次排列的定子组块，各所述定子组块分别形成有一个所述定子齿，并由多个定子冲片在所述电机转轴的长度延伸方向叠加形成。

首先，基于本发明的电子结构，本发明为五相电机，相对于三相电机，能够提高转矩密度及功率密度，降低转矩波动，其次，隔磁孔和内嵌孔之间的结构即为隔磁桥，可以有效减小永磁体的磁漏，增大主极磁场强度，从而增加电机转矩，最后，本发明的拓扑结构为10槽8极的分数槽集中式绕组结构，能够更好地适用于低速大扭矩工况，且方便自动化生产以及气隙磁链的正弦性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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发明的一些实施例，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是本发明实施例一提供的用于伺服系统的五相电机的结构图；

图2是本发明实施例一提供的转子结构的结构图；

图3是本发明实施例一提供的定子结构的结构图；

图4是本发明实施例二提供的用于伺服系统的五相电机的结构图；

图5是本发明实施例二提供的转子结构的结构图。

附图标号说明：

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例一

本发明实施例提供一种用于伺服系统的五相电机。

请参阅图1至图3，该用于伺服系统的五相电机包括电机转轴100、转子结构200和定子结构300。

电机转轴100用于连接外部机械负载。

转子结构200包括转子铁芯210和十二个永磁体220，转子铁芯210呈圆筒形，并套接电机转轴100，且与转子结构200固定连接，转子铁芯210开设有沿转子铁芯210的圆周方向等间距间隔排列的十二个内嵌孔2101，内嵌孔2101的开设方向平行于电机转轴100的延伸方向，各内嵌孔2101分别嵌有一个永磁体220，转子铁芯210还于任意两相邻的内嵌孔2101之间开设有隔磁孔2102，隔磁孔2102的开设方向平行于电机转轴100的延伸方向，其中，隔磁孔2102和内嵌孔2101之间的结构即为隔磁桥，可以有效减小永磁体220的磁漏，增大主极磁场强度，从而增加电机转矩。

定子结构300包括定子铁芯310和定子绕组，定子铁芯310呈圆筒形，并套接转子结构200，且与转子结构200间隔配合，定子铁芯310具有十个沿定子铁芯310的圆周方向依次排列的定子齿311，定子绕组包括沿定子铁芯310的圆周方向依次设置的第一A相绕组32001、第一C相绕组32005、第一E相绕组32009、第一B相绕组32003、第一D相绕组32007、第二A相绕组32002、第二C相绕组32006、第二E相绕组32010、第二B相绕组32004和第二D相绕组32008，第一A相绕组32001、第一C相绕组32005、第一E相绕组32009、第一B相绕组32003、第一D相绕组32007、第二A相绕组32002、第二C相绕组32006、第二E相绕组32010、第二B相绕组32004和第二D相绕组32008分别绕设于一个定子齿311上。如图3所示，导线上的圆点和X表述一时刻电流的方向(圆点为电流流出纸面的方向，X表示电流流入纸面的方向)，用以表示电机定子绕线方法和各个绕组绕线方向的关系。

首先，基于本发明的电子结构，本发明为五相电机，相对于三相电机，能够提高转矩密度及功率密度，降低转矩波动，其次，隔磁孔2102和内嵌孔2101之间的结构即为隔磁桥，可以有效减小永磁体220的磁漏，增大主极磁场强度，从而增加电机转矩，最后，本发明的拓扑结构为10槽12极的分数槽集中式绕组结构，能够适用于低速大扭矩工况，且方便自动化生产以及气隙磁链的正弦性。

具体地，在本发明实施例中，内嵌孔2101为条形孔，且长度方向为电机转轴100的径向方向。

隔磁孔2102为条形孔，且其长度延伸路径为以电机转轴100的轴线为中心的圆弧。

在本发明实施例中，转子铁芯210由多个转子冲片在电机转轴100的长度延伸方向叠加形成，将转子铁芯210分为多个转子冲片，再由多个转子冲片堆叠形成，有利于降低转子铁芯210的制造难度，降低生产制造成本。

在本发明实施例中，转子铁芯210为Spoke型转子结构200。

如图1所示，在本发明实施例中，定子铁芯310包括十个沿定子铁芯310的圆周方向依次排列的定子组块，各定子组块分别形成有一个定子齿311，并由多个定子冲片在电机转轴100的长度延伸方向叠加形成，将定子铁芯310分为多个定子冲片，再由多个定子冲片堆叠形成，有利于降低定子铁芯310的制造难度，降低生产制造成本。

实施例二

本发明实施例提供一种用于伺服系统的五相电机。

请参阅图4和图5，该用于伺服系统的五相电机包括电机转轴100、转子结构200和定子结构300。

电机转轴100用于连接外部机械负载。

转子结构200包括转子铁芯210和八个永磁体220，转子铁芯210呈圆筒形，并套接电机转轴100，且与转子结构200固定连接，转子铁芯210开设有沿转子铁芯210的圆周方向等间距间隔排列的八个内嵌孔2101，内嵌孔2101的开设方向平行于电机转轴100的延伸方向，各内嵌孔2101分别嵌有一个永磁体220，转子铁芯210还于任意两相邻的内嵌孔2101之间开设有隔磁孔2102，隔磁孔2102的开设方向平行于电机转轴100的延伸方向，其中，隔磁孔2102和内嵌孔2101之间的结构即为隔磁桥，可以有效减小永磁体220的磁漏，增大主极磁场强度，从而增加电机转矩。

定子结构300包括定子铁芯310和定子绕组，定子铁芯310呈圆筒形，并套接转子结构200，且与转子结构200间隔配合，定子铁芯310具有十个沿定子铁芯310的圆周方向依次排列的定子齿311，定子绕组包括沿定子铁芯310的圆周方向依次设置的第一A相绕组32001、第一C相绕组32005、第一E相绕组32009、第一B相绕组32003、第一D相绕组32007、第二A相绕组32002、第二C相绕组32006、第二E相绕组32010、第二B相绕组32004和第二D相绕组32008，第一A相绕组32001、第一C相绕组32005、第一E相绕组32009、第一B相绕组32003、第一D相绕组32007、第二A相绕组32002、第二C相绕组32006、第二E相绕组32010、第二B相绕组32004和第二D相绕组32008分别绕设于一个定子齿311上。如图3所示，导线上的圆点和X表述一时刻电流的方向(圆点为电流流出纸面的方向，X表示电流流入纸面的方向)，用以表示电机定子绕线方法和各个绕组绕线方向的关系。

首先，基于本发明的电子结构，本发明为五相电机，相对于三相电机，能够提高转矩密度及功率密度，降低转矩波动，其次，隔磁孔2102和内嵌孔2101之间的结构即为隔磁桥，可以有效减小永磁体220的磁漏，增大主极磁场强度，从而增加电机转矩，最后，本发明的拓扑结构为10槽8极的分数槽集中式绕组结构，能够更好地适用于低速大扭矩工况，且方便自动化生产以及气隙磁链的正弦性。

具体地，在本发明实施例中，内嵌孔2101为条形孔，且长度方向为电机转轴100的径向方向。

隔磁孔2102为条形孔，且其长度延伸路径为以电机转轴100的轴线为中心的圆弧。

在本发明实施例中，转子铁芯210由多个转子冲片在电机转轴100的长度延伸方向叠加形成，将转子铁芯210分为多个转子冲片，再由多个转子冲片堆叠形成，有利于降低转子铁芯210的制造难度，降低生产制造成本。

如图1所示，在本发明实施例中，定子铁芯310包括十个沿定子铁芯310的圆周方向依次排列的定子组块，各定子组块分别形成有一个定子齿311，并由多个定子冲片在电机转轴100的长度延伸方向叠加形成，将定子铁芯310分为多个定子冲片，再由多个定子冲片堆叠形成，有利于降低定子铁芯310的制造难度，降低生产制造成本。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。