一种高精度同步电机的制作方法

1.本实用新型涉及同步电机技术领域，尤其是涉及一种高精度同步电机。


背景技术：

2.爪极式同步电机由转子与定子两个主要部件组成。所述的定子包括一骨架绕组以及所述的骨架绕组外围的带爪极的机壳；机壳的一端设置一端盖。所述的转子组件包含有永磁材料制作的磁钢以及与其相连接的转轴，转轴的外周配置一轴套，所述的轴套固定连接在所述的端盖上，骨架绕组在通电后，其气隙中便产生电枢旋转磁场，其旋转速度为同步转速。转子磁场与定子磁场的相互作用，所述的转子被所述的骨架绕组的旋转磁场拖着以同步转速一起转动。
3.但是，在小型爪极式同步电机结构中，受机壳和端盖的制造工艺水平所限制，组成同步电机的机壳和端盖都难以满足其高精度要求，尤其在大批量高精度同步电机的生产过程中，机壳以及端盖的次品率非常高，不能满足高精度同步电机对机壳的装配精度要求(满足机壳的装配精度需要机壳和端盖尺寸误差达
±ꢀ
0.01mm)，容易因为机壳以及端盖的尺寸精度不足而导致电机盖板与机壳之间的配合过低，使得装配后的轴承偏心，电机轴跳动幅度较大，甚至抱死电机轴而死机。因此有必要予以改进。


技术实现要素：

4.针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的是提供一种高精度同步电机，使端盖中的轴承作为旋转支承，降低机壳与盖板的加工精度要求，提高产品的良品率，还降低了电机的故障几率。
5.为了实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：一种高精度同步电机，包括机壳、设置于机壳内腔的转子以及装配于机壳的顶盖，转子包括具有输出轴径d3的输出轴，顶盖的中心位置设置具有第一内径d1的上轴承，输出轴的上部活动插设于上轴承，输出轴的圆周壁与上轴承的内圈壁间隙配合并形成配合宽度 d11，满足关系式0.7≤d11/d1＜1.15；机壳的底部的中心位置设置具有第二内径 d2的下轴承，输出轴的下部活动插设于下轴承；第一内径d1小于第二内径d2，并且满足关系式0.97≤d1/d2＜0.99。
6.在进一步的技术方案中，转子还包括一圆柱形的永磁体，永磁体的轴心位置设置有一轴心孔；输出轴包括一塑料轴，塑料轴一体成型于轴心孔。
7.在进一步的技术方案中，轴心孔的内部开设有槽，塑料轴嵌于槽。
8.在进一步的技术方案中，永磁体包括稀土铁氧体磁铁。
9.在进一步的技术方案中，上轴承包括铜基含油粉末冶金轴承。
10.在进一步的技术方案中，机壳的内部设置有定子绕线组，定子绕线组包括一呈圆形设置的绕线框架，绕线框架的圆周部设置有绕线槽，绕线框架的底部开设有出线孔，出线孔连通绕线槽；绕线框架的中心位置上下贯穿形成转子空间，转子旋转安装于转子空间。
11.在进一步的技术方案中，机壳的底部沿圆周方向间隔设置有多个向上伸设的下爪
极；机壳的上部固定有爪极板，爪极板的底部沿圆周方向间隔设置有多个向下伸设的上爪极；各下爪极以及各上爪极分别交错排列形成具有缝隙的爪极结构，爪极结构位于绕线框架以及转子之间形成的环形空间内。
12.采用上述结构后，本实用新型和现有技术相比所具有的优点是：本实用新型提供了一种高精度同步电机，通过在顶盖设置设定规格的轴承结构以实现同步电机转子的支撑旋转，减低尺寸较小的机壳以及顶盖组件的精度要求，提高电机的良品率，提高企业的收益，且结构简单，易于推广；转子轴一体注塑成型于转子磁铁，使得转子与轴之间的同心度得到保证，可以让转子更加平稳的运行，进一步降低了同步电机的跳动率；具有槽的注塑结构避免转子轴运转过程中因扭力作用而发生脱离，提高注塑成型的转子结构的稳定性以及可靠性。
附图说明
13.下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
14.图1是本实用新型的结构示意图。
15.图2是本实用新型的另一角度的结构示意图。
16.图3是本实用新型的分解示意图。
17.图4是本实用新型的截面示意图。
18.图5是本实用新型的转子的结构示意图。
19.图6是本实用新型的局部的截面示意图。
具体实施方式
20.以下仅为本实用新型的较佳实施例，并不因此而限定本实用新型的保护范围。
21.一种高精度同步电机，如图1至图6所示，包括机壳15、设置于机壳15内腔的转子13以及装配于机壳15的顶盖11，转子13包括具有输出轴131径d3 的输出轴131，顶盖11的中心位置设置具有第一内径d1的上轴承1101，输出轴 131的上部活动插设于上轴承1101，输出轴131的圆周壁与上轴承1101的内圈壁间隙配合并形成配合宽度d11，满足关系式0.7≤d11/d1＜1.15；机壳15的底部的中心位置设置具有第二内径d2的下轴承1102，输出轴131的下部活动插设于下轴承1102；第一内径d1小于第二内径d2，并且满足关系式0.97≤d1/d2＜ 0.99。本实用新型提供了一种高精度同步电机，通过在顶盖11设置设定规格的轴承结构以实现同步电机的转子13的支撑旋转，减低尺寸较小的机壳15以及顶盖 11等组件的精度要求，提高电机的良品率，提高企业的收益，且结构简单，易于推广。
22.具体地，顶盖11通过焊接的方式对机壳15的上开口进行封盖，机壳15的边缘开设有多个卡口1501，顶盖11的圆周部沿进行凸出有多个与卡口1501形状大小相匹配的凸出1103，顶盖11盖合机壳15时，顶盖11的边缘部恰好抵顶于机壳15的内壁，各凸出1103分别卡嵌于相应的卡口1501，以实现顶盖11与机壳15之间的初定位，保证顶盖11与机壳15之间同心度。
23.具体地，转子13还包括一圆柱形的永磁体132，永磁体132的轴心位置设置有一轴心孔；输出轴131包括一塑料轴，塑料轴一体成型于轴心孔。转子轴一体注塑成型于转子磁铁，使得转子与轴之间的同心度得到保证，可以让转子13更加平稳的运行，进一步降低了同
步电机的跳动率。
24.具体地，永磁体132与下轴承1102之间设置有一垫圈1104。
25.具体地，轴心孔的内部开设有槽1320，塑料轴嵌于槽1320。具有槽的注塑结构避免转子轴运转过程中因扭力作用而发生脱离，提高注塑成型的转子结构的稳定性以及可靠性。
26.经多次对比测试，本实用新型提供的同步电机结构与现有的同步电机结构相比，其稳定性具有明显的提升，电机一(以上轴承1101作为旋转支撑)和电机二(不以上轴承1101作为旋转支撑)分别连接相同的检测负载设备运行比较，所得测试参数如表1所示。
[0027][0028]
如表1所示，经多组电机一和电机二进行运转检测，得到结论本实用新型提供的以上轴承1101作为旋转支撑的同步电机结构更为稳定并且精度更高，较大程度的减少抱死电机轴而产生的电机死机情况。
[0029]
具体地，永磁体132包括稀土铁氧体磁铁。含有稀土元素铁氧体磁铁具有成本低昂和磁性优越的优点，由于小型同步电机扭矩值大小与转速成反比，例如：在750rpm转速下，电机的扭矩非常小，使用钕铁硼磁铁，磁性过大，在运行时震动大，且线圈的大小已经限制了其绕线的选择。所以普通的线圈使用钕铁硼磁铁发挥不出完全的性能，造成成本浪费。将铁氧体磁铁中加入稀土元素，然后直接充磁，磁铁磁性增强，且该磁铁在300℃高温不会出现磁性衰弱现象。
[0030]
具体地，上轴承1101包括铜基含油粉末冶金轴承，铜基含油粉末冶金轴承的铜含量为40～55重量％。以电机的上轴承1101作为转子的旋转支承，上轴承 1101将承受较大的摩檫力，需用高耐磨的铜基含油粉末冶金轴承，加大粉末冶金轴承中铜的含量，以加强其耐磨特性。
[0031]
具体地，机壳15的内部设置有定子绕线组，定子绕线组包括一呈圆形设置的绕线框架14，绕线框架14的圆周部设置有绕线槽140，绕线框架14的底部开设有出线孔1401，出线孔1401连通绕线槽140；绕线框架14的中心位置上下贯穿形成转子空间，转子13旋转安装于转子空间。
[0032]
具体地，机壳15的底部沿圆周方向间隔设置有多个向上伸设的下爪极151；机壳15的上部固定有爪极板12，爪极板12的底部沿圆周方向间隔设置有多个向下伸设的上爪极121；各下爪极151以及各上爪极121分别交错排列形成具有缝隙的爪极结构，爪极结构位于绕线框架14以及转子13之间形成的环形空间内。
[0033]
以上内容仅为本实用新型的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。