一种高频摇摆电机的制作方法

本实用新型属于电机技术领域，具体涉及一种高频摇摆电机。

背景技术：

高频摇摆电机是一种能在有限角度范围内围绕某一特定位置作周期性往复摇摆，并有一定力矩输出的特殊电机。系统要求高频摇摆电机须具备输出转矩大、响应速度快、摇摆精度高等特点，但目前国内没有同类产品，无法满足系统的要求。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种高频摇摆电机，有效降低转矩波动，提高转矩线性度，从而保证电机摆动精度要求。

本实用新型采用以下技术方案：

一种高频摇摆电机，包括底座、动子以及定子，定子设置在底座上，动子设置在定子上方，两侧与底座轴连接，定子包括磁钢、磁极和磁轭，磁极平行设置在定子的气隙两侧，磁钢设置在磁极两侧，并位于气隙的下方，磁轭位于定子的下方。

具体的，在气隙的下方两侧各放置两块磁钢，充磁方向与定子两侧设置的磁钢充磁方向相对。

进一步的，定子中部设置有磁钢，磁钢的充磁方向与磁路一致。

具体的，动子包括线圈和线圈支架，线圈沿线圈支架设置，线圈在工作时始终处于磁极之间的气隙内。

进一步的，线圈支架上间隔开有多个减重孔和槽。

进一步的，线圈支架的最小壁厚为0.5mm。

更进一步的，线圈支架为八边形框架结构。

与现有技术相比，本实用新型至少具有以下有益效果：

本实用新型高频摇摆电机设计了特殊的聚磁结构，将定子两侧气隙设计在同一磁路内，在有限的空间内将磁动势做到最大，同时采取减小漏磁措施，以提高电机气隙磁通密度，从而增大输出转矩。

进一步的，线圈支架采用钛合金材料，内空式框架结构，线圈支架框上设计有减重孔、槽，以最大限度减小了动子转动惯量，有效缩小电机响应时间。

综上所述，本实用新型通过合理设计磁极结构，提高气隙磁通密度的均布性，有效降低转矩波动，提高转矩线性度，从而保证电机摆动精度要求。

下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的聚磁结构示意图；

图3为本实用新型的线圈支架结构示意图；

图4为本实用新型的磁极结构示意图。

其中：1.底座；2.动子；3.定子；4.线圈；5.线圈支架；6.磁钢；7.磁极；8.气隙。

具体实施方式

请参阅图1，本实用新型公开了一种高频摇摆电机，包括底座1、动子2以及定子3，定子3设置在底座1上，动子2设置在定子3上方，两侧与底座1轴连接，动子2包括线圈4和线圈支架5，线圈支架5为八边形结构，线圈4均匀绕制在线圈支架5底部的线圈槽内，，定子3包括磁钢6、磁极7和磁轭，磁轭作为磁力线的通道，同时作为磁钢和磁极结构支撑件，位于定子3下方，磁极7平行设置在气隙8的两侧，磁钢6设置在磁极(7)两侧和气隙8的下方。

请参阅图2，在定子3的气隙8下方各放置两块磁钢6，充磁方向与定子3两侧的磁钢6充磁方向相对，不仅大大减小了漏磁，还能起到聚磁作用；将定子3中部全部放置磁钢6，且磁钢6充磁方向与磁路一致，不仅增加漏磁磁路长度，减小漏磁，还增加了主磁路的磁动势。通过以上措施，增加了主磁路的磁动势，减小了漏磁，提高了气隙磁通密度，增大了输出转矩。

请参阅图3，线圈支架5选用钛合金这种高比强度的材料，不仅减小了线圈支架的重量，降低转动惯量，由于其不起导通磁路的作用，这样就避免了磁钢与齿槽之间的相互作用，消除了齿槽转矩，使线圈在整个摆动范围内始终处于较为均匀的气隙磁场中，大大提高了转矩线性度，保证了摆动精度。国外类似产品多采用开放框式结构，仅轴安装处有框架，本实用新型线圈支架设计为内空式八面闭合框架结构，即减轻了重量，又增加了刚性，使电机整体谐振频率大大提高，降低电机共振失稳的风险。同时采用加强筋配合镂空的方案，在保证强度的前提下，减小槽壁厚度，最薄处仅0.5mm，并在框架上设计了减重孔、槽，最大限度减小了动子的转动惯量，缩小了电机的响应时间。

请参阅图4，设计了两个平行的磁极7结构，线圈4在工作时始终处于磁极7之间的气隙8内，然而电机会在气隙8外侧边缘的空气中产生漏磁，使气隙8外侧边缘处气隙磁通密度比气隙深处部分要小，减低了气隙磁通均匀性。因此，本实用新型增加了气隙下部两磁极之间的宽度，这样就提高了气隙上下两侧气隙磁通密度的均匀性，有效降低转矩波动，提高转矩线性度，从而保证电机摆动精度要求。

根据伺服控制器传输的信号，该摇摆电机动子快速响应，围绕水平位置作周期性往复偏转。它具有工作可靠、易于控制、效率高、动态响应好及噪声低的特点且不需要机械传动机构就能直接的实现角位移。

以上内容仅为说明本实用新型的技术思想，不能以此限定本实用新型的保护范围，凡是按照本实用新型提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本实用新型权利要求书的保护范围之内。