一種電機和直驅轉臺的制作方法

本發明用于電機，特別是涉及一種電機和直驅轉臺。

背景技術：

1、數控轉臺由于采用了直驅電機，規避了渦輪蝸桿、滾珠絲杠、齒輪減速器等傳動機構帶入的精度損失，再搭配高精度的伺服驅動器和位置傳感器，將具備高精度、高可靠、響應快、效率高和噪音低等特點，由于直驅轉臺具備上述顯著的優勢，因而已經成為了高檔四軸、五軸數控機床的首選。

2、直驅轉臺的優異性能除了高精度之外，同時對負載能力也提出了要求，即直驅轉臺的電機，應該具備輸出高轉矩的能力，抑或，在相同安裝空間和質量要求下，更高輸出轉矩的直驅轉臺將更具競爭力，而高轉矩的電機對于電機的散熱效果要求更高，因此如何使直驅轉臺的配套電機有更高的轉矩和更佳的散熱效果，便成為了一個熱點課題。

技術實現思路

1、本發明的目的在于至少解決現有技術中存在的技術問題之一，提供一種電機和直驅轉臺。

2、本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：

3、第一方面，一種電機，包括：

4、轉子組件，包括轉子軛和永磁體，所述轉子軛沿軸向由第一端面延伸到第二端面，所述第一端面設有沿軸向向所述第二端面延伸的環形槽，所述環形槽在延伸至所述第二端面前截止，所述永磁體包括設置于所述環形槽的外徑向內壁面的外徑向磁通永磁體、設置于所述環形槽的內徑向內壁面的內徑向磁通永磁體和設置于所述環形槽的軸向內壁面的軸向磁通永磁體；

5、定子組件，包括定子軛和線圈繞組，所述定子軛呈環狀，所述定子軛的一端沿軸向延伸并伸入所述環形槽，所述定子軛的另一端安裝于冷卻板，所述線圈繞組繞于所述定子軛，所述線圈繞組包括朝向所述外徑向磁通永磁體的第一邊、朝向所述軸向磁通永磁體的第二邊、朝向所述內徑向磁通永磁體的第三邊以及朝向所述冷卻板的第四邊。

6、結合第一方面，在第一方面的某些實現方式中，位于同一個徑向截面的所述外徑向磁通永磁體、軸向磁通永磁體和內徑向磁通永磁體形成一組永磁體，沿所述環形槽的周向設有多組所述永磁體，每組所述永磁體在所述環形槽中形成u形空間，每組所述永磁體在朝向所述u形空間內側的磁極方向相同，沿所述環形槽的周向多組所述永磁體的磁極按n、s極交替分布。

7、結合第一方面和上述實現方式，在第一方面的某些實現方式中，所述轉子軛的中部設有軸心孔。

8、結合第一方面和上述實現方式，在第一方面的某些實現方式中，所述冷卻板包括冷卻水蓋和封水蓋板，所述定子軛安裝于所述冷卻水蓋，所述冷卻水蓋在對應所述定子軛的位置設有冷卻水槽，所述封水蓋板連接于所述冷卻水蓋并遮蔽所述冷卻水槽，所述冷卻水蓋和/或封水蓋板設有與所述冷卻水槽連通的進液口和出液口。

9、結合第一方面和上述實現方式，在第一方面的某些實現方式中，所述冷卻水槽設置于所述冷卻水蓋遠離所述定子軛的一側表面，所述冷卻水槽為沿定子軛的圓周方向延伸的環形水槽。

10、結合第一方面和上述實現方式，在第一方面的某些實現方式中，所述冷卻水蓋中部設有與所述軸心孔對應的通孔，所述封水蓋板從遠離所述定子軛的一側安裝于所述冷卻水蓋，并遮蔽所述通孔。

11、結合第一方面和上述實現方式，在第一方面的某些實現方式中，所述定子軛設有多個徑向繞線槽，多個所述徑向繞線槽沿定子軛的周向排列分布，所述徑向繞線槽沿繞線方向包括外周面槽、第一端面槽、內周面槽和第二端面槽，所述線圈繞組包括多個繞在各所述徑向繞線槽中的環形繞組單元，所述環形繞組單元的第一邊位于所述外周面槽，所述環形繞組單元的第二邊位于所述第一端面槽，所述環形繞組單元的第三邊位于所述內周面槽，所述環形繞組單元的第四邊位于所述第二端面槽。

12、結合第一方面和上述實現方式，在第一方面的某些實現方式中，所述定子軛包括徑向軛環和軸向軛鐵，所述徑向軛環包括多個層疊設置的第一沖片，所述第一沖片包括環形片，所述環形片的外緣設有沿徑向向外伸出的外周翼翅，所述環形片的內緣設有沿徑向向內伸出的內周翼翅，相鄰的所述外周翼翅之間形成所述外周面槽，相鄰的所述內周翼翅之間形成所述內周面槽，所述軸向軛鐵包括多個層疊設置的第二沖片，所述軸向軛鐵對應于所述外周翼翅和內周翼翅連接于所述徑向軛環的兩端，并在所述徑向軛環的兩端形成第一端面槽和第二端面槽。

13、結合第一方面和上述實現方式，在第一方面的某些實現方式中，所述徑向軛環和軸向軛鐵設有軸向孔，所述徑向軛環和軸向軛鐵通過設置于所述軸向孔的拉桿連接于所述冷卻板。

14、第二方面，一種直驅轉臺，包括第一方面中任一實現方式所述的電機。

15、上述技術方案中的一個技術方案至少具有如下優點或有益效果之一：本發明的技術方案提出了一種軸向+徑向三維磁通多氣隙永磁同步電機，是一臺電機同時具備軸向磁場和徑向磁場，并且至少具備三面定、轉子氣隙。電機內的定、轉子氣隙是電機進行機電能量交換的場所，磁場儲能的高低決定于氣隙面積的大小，進而直接決定電機的轉矩密度。本發明將電機的氣隙由傳統的單面(徑向磁通)或多面(軸向磁通)提升到三面，有效提升了電機內的機電能量交換場所，進而達到提升電機的轉矩密度的效果；本發明將繞組的有效線圈邊數由傳統電機的兩條提升到至少三條，這充分利用了繞組的線圈邊數，使得繞組線圈在電機內電磁場中的參與度由傳統的1/2提升到3/4，提升了50％，同理電機的轉矩密度也相應提升50％。

16、電機的繞組是電機最主要的熱源，本發明的線圈繞組的一條邊被冷卻板直接冷卻，從而實現了電機的極致化散熱，另外三條邊均參與了電磁反應，提供電磁轉矩。環形繞組在此被極致化利用。本發明創新的三維結構，改變了傳統電機的散熱路徑，實現了直接冷卻電機繞組的極致散熱效果，從而使電機的冷卻效率極大增強，使電機的轉矩密度獲得大幅提升。

17、本發明的附加方面和優點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發明的實踐了解到。

技術特征：

1.一種電機，其特征在于，包括：

2.根據權利要求1所述的電機，其特征在于，位于同一個徑向截面的所述外徑向磁通永磁體、軸向磁通永磁體和內徑向磁通永磁體形成一組永磁體，沿所述環形槽的周向設有多組所述永磁體，每組所述永磁體在所述環形槽中形成u形空間，每組所述永磁體在朝向所述u形空間內側的磁極方向相同，沿所述環形槽的周向多組所述永磁體的磁極按n、s極交替分布。

3.根據權利要求1所述的電機，其特征在于，所述轉子軛的中部設有軸心孔。

4.根據權利要求3所述的電機，其特征在于，所述冷卻板包括冷卻水蓋和封水蓋板，所述定子軛安裝于所述冷卻水蓋，所述冷卻水蓋在對應所述定子軛的位置設有冷卻水槽，所述封水蓋板連接于所述冷卻水蓋并遮蔽所述冷卻水槽，所述冷卻水蓋和/或封水蓋板設有與所述冷卻水槽連通的進液口和出液口。

5.根據權利要求4所述的電機，其特征在于，所述冷卻水槽設置于所述冷卻水蓋遠離所述定子軛的一側表面，所述冷卻水槽為沿定子軛的圓周方向延伸的環形水槽。

6.根據權利要求5所述的電機，其特征在于，所述冷卻水蓋中部設有與所述軸心孔對應的通孔，所述封水蓋板從遠離所述定子軛的一側安裝于所述冷卻水蓋，并遮蔽所述通孔。

7.根據權利要求1所述的電機，其特征在于，所述定子軛設有多個徑向繞線槽，多個所述徑向繞線槽沿定子軛的周向排列分布，所述徑向繞線槽沿繞線方向包括外周面槽、第一端面槽、內周面槽和第二端面槽，所述線圈繞組包括多個繞在各所述徑向繞線槽中的環形繞組單元，所述環形繞組單元的第一邊位于所述外周面槽，所述環形繞組單元的第二邊位于所述第一端面槽，所述環形繞組單元的第三邊位于所述內周面槽，所述環形繞組單元的第四邊位于所述第二端面槽。

8.根據權利要求7所述的電機，其特征在于，所述定子軛包括徑向軛環和軸向軛鐵，所述徑向軛環包括多個層疊設置的第一沖片，所述第一沖片包括環形片，所述環形片的外緣設有沿徑向向外伸出的外周翼翅，所述環形片的內緣設有沿徑向向內伸出的內周翼翅，相鄰的所述外周翼翅之間形成所述外周面槽，相鄰的所述內周翼翅之間形成所述內周面槽，所述軸向軛鐵包括多個層疊設置的第二沖片，所述軸向軛鐵對應于所述外周翼翅和內周翼翅連接于所述徑向軛環的兩端，并在所述徑向軛環的兩端形成第一端面槽和第二端面槽。

9.根據權利要求8所述的電機，其特征在于，所述徑向軛環和軸向軛鐵設有軸向孔，所述徑向軛環和軸向軛鐵通過設置于所述軸向孔的拉桿連接于所述冷卻板。

10.一種直驅轉臺，其特征在于，包括權利要求1～9中任一項所述的電機。

技術總結
本發明公開了一種電機和直驅轉臺，包括：轉子組件，包括轉子軛和永磁體，轉子軛設有環形槽，永磁體包括設置于外徑向磁通永磁體、內徑向磁通永磁體和軸向磁通永磁體；定子組件，包括定子軛和線圈繞組，定子軛呈環狀，定子軛的一端沿軸向延伸并伸入環形槽，定子軛的另一端安裝于冷卻板，線圈繞組繞于定子軛，線圈繞組包括朝向外徑向磁通永磁體的第一邊、朝向軸向磁通永磁體的第二邊、朝向內徑向磁通永磁體的第三邊以及朝向冷卻板的第四邊。本發明的線圈繞組的一條邊被冷卻板直接冷卻，實現了電機的極致化散熱，另外三條邊均參與了電磁反應，提供電磁轉矩，環形繞組在此被極致化利用，從而使電機的冷卻效率極大增強，使電機的轉矩密度獲得大幅提升。

技術研發人員：薛建,程振濤,閆海生,曾明,湯秀清,雷群,湯麗君,黃騰暉,湯智鋒
受保護的技術使用者：廣州市昊志機電股份有限公司
技術研發日：
技術公布日：2025/3/13