【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种转子结构，具体涉及一种伺服电机对应的转子结构，属于工业电机。
技术介绍
1、目前，在一些工业自动化的高精度传动领域，广泛采用永磁同步伺服电机，它是靠在转子上添加永磁体来产生永久磁场，相比于传统的异步电机，具有功率因数高、效率高、调速范围宽、结构简单、体积小、运行可靠等优点，已被广泛应用于数控机床、机器人等场合。
2、传统的伺服电机转子根据永磁体位置的不同被划分为表贴式和内嵌式。
3、表贴式转子的永磁体直接贴在转子铁心的外圆上，一般需要护套固定，所以定、转子间的气隙需要设计大些，同时由于该结构的dq轴电感相等，无法利用磁阻转矩提升电机的输出性能，导致电机的扭矩密度较低，同功率下体积大，材料用量多，成本高，经济性不好。
4、内嵌式转子的永磁体镶嵌在铁心的磁钢槽内，主要分为“一”字型内嵌和“v字型内嵌”。“一”字型内嵌磁极没有聚磁效果，磁阻扭矩利用率低，主要用于对功率密度要求不高的场合。“v”型磁极结构工艺相对来说也比较简单，并且具备聚磁效果，同时交轴回路通道增宽，可提升磁阻转矩。传统的“v”型磁极外圆为整圆，气隙在圆周上是均匀的，这样的设计不易削弱反电势谐波含量，气隙磁密波形的正弦性较差，增大了齿槽转矩和转矩脉动，这对伺服控制来说是不利的，降低了控制的精度；同时谐波含量增加也会导致谐波损耗变多，转子发热加剧，电机效率降低，影响电机的输出性能，尤其是对于整数槽电机，往往需要通过斜槽或斜极的手段来改善，增加了工艺难度和制造成本。另外，传统“v”型磁极转子外圆为整圆(如图1中的虚线所示
技术实现思路
1、为解决现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种伺服电机对应的转子结构。
2、为了实现上述目标，本专利技术采用如下的技术方案：
3、一种转子结构，包括转子铁芯和永磁体；沿周向，所述转子铁芯均分为若干磁极；所述磁极基于中线d轴对称；
4、所述磁极设有一对基于中线呈v型对称的磁体槽，一对永磁体分别置于所述磁体槽内；
5、沿顺时针方向，所述磁极的弧边由多段呈阶梯状的不连续圆弧组成，依次包括第一圆弧(41)、第二圆弧(42)、第三圆弧(43)、第四圆弧(44)及第一、第二和第三圆弧关于d轴对称的另外三段圆弧；
6、所述第一圆弧(41)的圆心为转子铁芯的圆心o点，半径为r2，圆心角为α1；
7、所述第二圆弧(42)、第三圆弧(43)、第四圆弧(44)的圆心为置于中线上的o’点，半径分别为r3、r4、r5；
8、所述第二圆弧(42)、第三圆弧(43)、第四圆弧(44)基于圆心o点的圆心角分别为α2、α3、β，
9、其中，r3＜r4，r4＜r5，α2＞0，α3＞0，
10、0.15r1≤h1≤0.3r1，r5＝r1-h1，0.6θ≤β≤σ*θ；
11、式中，r1为转子铁芯的外径，h1为oo’之间的距离，θ为磁极所占转子铁芯的圆心角，θ＝360°/2p，p为电机的极对数，σ为磁极的极弧系数。
12、上述第一圆弧与第二圆弧直接相连，第二圆弧与第三圆弧、第三圆弧与第四圆弧之间靠与磁极中线成γ夹角的平滑直线相连，30°＜γ＜45°，且在每段圆弧或者圆弧与直线的连接处设置倒圆角过渡，圆角统一记为ra，ra＝0.2～0.5mm。
13、上述永磁体的厚度为l3，磁体槽之间形成的夹角为△，磁体槽之间存在隔磁桥，隔磁桥的宽度为l4，其中σ*180°-20°＜△＜σ*180°+20°，l4＝0.8mm～1.5mm。
14、上述转子铁芯在磁体槽和轴孔之间，开设有减重孔；
15、所述减重孔沿圆周方向均匀分布，减重孔的数量与磁极数目相同，且减重孔的中线与磁极的q轴重合；相邻的减重孔基于d轴对称。
16、进一步的，上述减重孔呈类五边形类，其中：
17、两侧边分别与d轴平行，相邻两减重孔之间的最短距离为l1；
18、两顶边分别与相邻的磁体槽的底边平行，距离为l2；
19、内侧边为一圆心在o点的圆弧，半径为r7，其中l1＝(0.5～1)*(n/10000)3*r1，n为电机的最大转速，单位rpm；l2＝(2.5l3～3.5l3)；r7＝r6+(0.25～0.5)*(n/10000)3*r1。
20、上述磁极数目为8个。
21、上述第一圆弧、第二圆弧和第三圆弧均为直线。
22、一种工业伺服电机，包括上述的转子结构。
23、本专利技术的有益之处在于：
24、本专利技术的一种转子结构及工业伺服电机，在转子铁芯外圆周上，设置呈阶梯状组成的多段不连续圆弧，并基于d轴对称，进而在定子和转子间形成了不均匀的气隙，大大降低了反电势的谐波含量，减小了齿槽转矩和转矩脉动，提升了控制精度和电机输出转矩的平稳性；同时减小了谐波损耗，降低了转子温升，提高了电机效率；且不均匀气隙，还相当于在转子外圆上进行了减重设计；再结合减重孔，极大的降低了转子的转动惯量，提高了电机的响应速度，改善现有技术中电机响应速度不佳的问题；
25、本专利技术的转子结构及工业伺服电机，通过巧妙的对转子的结构进行优化设计，解决现有技术中永磁电机反电势谐波含量高，伺服控制精度差，谐波损耗大，效率低等问题；无需再用斜槽或者斜极的设计，降低了工艺生产难度和制造成本，提高电机的生产效率，具有很强的实用性和广泛地适用性。
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1.一种伺服电机对应的转子结构，其特征在于，包括转子铁芯和永磁体；沿周向，所述转子铁芯均分为若干磁极；所述磁极基于中线d轴对称；
2.根据权利要求1所述的转子结构，其特征在于，所述第一圆弧与第二圆弧直接相连，第二圆弧与第三圆弧、第三圆弧与第四圆弧之间靠与磁极中线成γ夹角的平滑直线相连，30°＜γ＜45°，且在每段圆弧或者圆弧与直线的连接处设置倒圆角过渡，圆角统一记为Ra，Ra＝0.2～0.5mm。
3.根据权利要求1所述的转子结构，其特征在于，所述永磁体的厚度为L3，磁体槽之间形成的夹角为△，磁体槽之间存在隔磁桥，隔磁桥的宽度为L4，其中σ*180°-20°＜△＜σ*180°+20°，L4＝0.8mm～1.5mm。
4.根据权利要求1所述的转子结构，其特征在于，所述转子铁芯在磁体槽和轴孔之间，开设有减重孔；
5.根据权利要求4所述的转子结构，其特征在于，所述减重孔呈类五边形类，其中：
6.根据权利要求1所述的转子结构，其特征在于，所述磁极数目为8个。
7.根据权利要求1所述的转子结构，其特征在于，所述第一圆弧
...【技术特征摘要】
1.一种伺服电机对应的转子结构，其特征在于，包括转子铁芯和永磁体；沿周向，所述转子铁芯均分为若干磁极；所述磁极基于中线d轴对称；
2.根据权利要求1所述的转子结构，其特征在于，所述第一圆弧与第二圆弧直接相连，第二圆弧与第三圆弧、第三圆弧与第四圆弧之间靠与磁极中线成γ夹角的平滑直线相连，30°＜γ＜45°，且在每段圆弧或者圆弧与直线的连接处设置倒圆角过渡，圆角统一记为ra，ra＝0.2～0.5mm。
3.根据权利要求1所述的转子结构，其特征在于，所述永磁体的厚度为l3，磁体槽之间形成的...
【专利技术属性】
技术研发人员：任金磊，张瑞，李广海，邓哲浩，
申请(专利权)人：江苏永续动力科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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