專利名稱：雙邊磁通切換永磁直線電動機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電動機(jī)，尤其是一種直線電動機(jī)。
技術(shù)背景
隨著經(jīng)濟(jì)社會的快速發(fā)展，人們對直線電動機(jī)的需求日趨激烈。從工業(yè)自動化到 機(jī)械加工等領(lǐng)域都能很好的體現(xiàn)這一點(diǎn)，這主要是因?yàn)橹本€電動機(jī)與傳統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)電機(jī)相 比，它不需要額外的運(yùn)動轉(zhuǎn)換裝置來將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)換為直線運(yùn)動，這樣可以提高電機(jī)的效 率，避免了運(yùn)動轉(zhuǎn)換過程中的能量損失。
常用的直線電動機(jī)主要有直線感應(yīng)電動機(jī)和直線同步電動機(jī)。直線感應(yīng)電動機(jī)的 次級結(jié)構(gòu)比較簡單，但其功率因數(shù)和效率較低；直線同步電機(jī)則具有高效率、高功率密度等 優(yōu)點(diǎn)，但由于其繞組和永磁體分別位于初級和次級，使得電機(jī)結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，增加成本。永 磁體對鐵屑有吸引力，因此軌道鋪永磁體將吸入雜質(zhì)，使得電機(jī)維護(hù)困難。
目前數(shù)控機(jī)床大多數(shù)采用單邊直線電機(jī)。這種結(jié)構(gòu)的電機(jī)推力和定子與動子間的 吸力之比為1 10 15，對于大推力單邊直線電機(jī)存在吸力過大問題，支撐動子的軌道需 要用堅(jiān)實(shí)結(jié)構(gòu)。另外，電機(jī)動子和導(dǎo)軌之間存在一定的摩擦力，如果吸力過大，將產(chǎn)生明顯 的摩擦阻力，阻礙電機(jī)的運(yùn)動，因此這種結(jié)構(gòu)存在一定的局限性。發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明目的針對上述現(xiàn)有存在的問題和不足，本發(fā)明的目的是提供一種易于維護(hù) 且阻力小的雙邊磁通切換永磁直線電動機(jī)。
技術(shù)方案為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為一種雙邊磁通切換永 磁直線電動機(jī)，包括次級(定子)鐵芯、初級(動子)鐵芯、初級線圈、永磁體，所述初級鐵 芯沿豎直方向設(shè)置，次級鐵芯位于初級鐵芯的左右兩側(cè)，初級線圈繞制在初級鐵芯的內(nèi)部， 永磁體位于相鄰兩初級鐵芯的中間。
為使初級鐵芯與次級鐵芯之間形成的法向吸力相互抵消，所述次級鐵芯的數(shù)量為 2個(gè)。
為簡化次級結(jié)構(gòu)，增加機(jī)械穩(wěn)定性并降低加工成本，所述次級鐵芯1為具有齒槽 結(jié)構(gòu)的單一導(dǎo)磁體。
為使繞組交鏈的磁通不斷切換，相鄰所述永磁體的充磁方向相反。
有益效果本發(fā)明雙邊磁通切換永磁直線電動機(jī)的雙邊結(jié)構(gòu)使得初級鐵芯與次級 鐵芯之間形成的法向吸力可以相互抵消，削弱了因吸力過大而產(chǎn)生的氣隙波動，從而提高 電磁推力的性能和電動機(jī)的運(yùn)行穩(wěn)定性，適用于長距離的直線行程運(yùn)動；雙邊結(jié)構(gòu)間隙小， 鐵屑等雜質(zhì)不容易掉入，減小電機(jī)維護(hù)成本；次級僅為具有齒槽結(jié)構(gòu)的導(dǎo)磁材料，且不包含 任何繞組或永磁體，簡化了次級結(jié)構(gòu)，減少了永磁體的數(shù)量，節(jié)約了制造成本；這種結(jié)構(gòu)還 可以簡化次級結(jié)構(gòu)，增加機(jī)械穩(wěn)定性并降低加工成本；相鄰永磁體的充磁方向相反，使得繞 組交鏈的磁通不斷切換，產(chǎn)生的反電動勢和繞組磁鏈的波形均為三相正弦波形，有利于三相交流電源的直接施加。


圖1是本發(fā)明雙邊磁通切換永磁直線電動機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖2是本發(fā)明雙邊磁通切換永磁直線電動機(jī)的磁場分布圖3是本發(fā)明雙邊磁通切換永磁直線電動機(jī)繞組磁鏈的波形圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡明本發(fā)明，應(yīng)理解這些實(shí)施例僅用于說明 本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍，在閱讀了本發(fā)明之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員對本發(fā)明的各 種等價(jià)形式的修改均落于本申請所附權(quán)利要求所限定的范圍。
如圖1所示，本發(fā)明電動機(jī)采用長次級-短初級結(jié)構(gòu)，兩個(gè)次級鐵芯1位于初級鐵 芯2的兩邊，初級線圈4繞于初級鐵芯2的內(nèi)部，永磁體5位于兩相鄰初級鐵芯2的中間， 且相鄰永磁體5的充磁方向相反，初級鐵芯2和次級鐵芯1之間的氣隙3為0. 5mm。次級鐵 芯1僅為具有齒槽結(jié)構(gòu)的導(dǎo)磁材料，且不包含任何繞組或永磁體；相鄰永磁體的充磁方向 相反，使得繞組交鏈的磁通不斷切換，產(chǎn)生的反電動勢和繞組磁鏈的波形均為三相正弦波。 次級鐵芯1和初級鐵芯2使用硅鋼片，永磁體5使用釹鐵硼永磁材料；釹鐵硼具有體積小、 重量輕和磁性強(qiáng)等特點(diǎn)，是現(xiàn)今性能價(jià)格比最佳的永磁體之一，它可以節(jié)約制造成本、減輕 電機(jī)重量，并在一定程度上提高電機(jī)性能。在該電動機(jī)的線圈繞組中通以三相交流電后，線 圈繞組內(nèi)交變的磁場和繞組電流形成推力，實(shí)現(xiàn)電機(jī)的直線運(yùn)動。
本發(fā)明雙邊磁通切換永磁直線電動機(jī)工作時(shí)的磁場分布圖如圖2所示。
如圖3所示，本發(fā)明雙邊磁通切換永磁直線電動機(jī)工作時(shí)繞組磁鏈的波形為三相 正弦波。
權(quán)利要求
1.一種雙邊磁通切換永磁直線電動機(jī)，其特征在于包括次級鐵芯(1)、初級鐵芯O)、 初級線圈G)、永磁體(5)，所述初級鐵芯(2)沿豎直方向設(shè)置，次級鐵芯(1)位于初級鐵芯 (2)的左右兩側(cè)，初級線圈(4)繞制在初級鐵芯O)的內(nèi)部，永磁體(5)位于相鄰兩初級鐵 芯O)的中間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述雙邊磁通切換永磁直線電動機(jī)，其特征在于所述次級鐵芯(1) 的數(shù)量為2個(gè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述雙邊磁通切換永磁直線電動機(jī)，其特征在于所述次級鐵芯(1) 為具有齒槽結(jié)構(gòu)的單一導(dǎo)磁體。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述雙邊磁通切換永磁直線電動機(jī)，其特征在于相鄰所述永磁體 (5)的充磁方向相反。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述雙邊磁通切換永磁直線電動機(jī)，其特征在于所述次級鐵芯(1) 和初級鐵芯O)的材料為硅鋼片，永磁體(5)的材料為釹鐵硼。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種雙邊磁通切換永磁直線電動機(jī)，包括次級鐵芯、初級鐵芯、初級線圈、永磁體，所述初級鐵芯沿豎直方向設(shè)置，次級鐵芯位于初級鐵芯的左右兩側(cè)，初級線圈繞制在初級鐵芯的內(nèi)部，永磁體位于相鄰兩初級鐵芯的中間。本發(fā)明雙邊磁通切換永磁直線電動機(jī)的雙邊結(jié)構(gòu)使得初級鐵芯與次級鐵芯之間形成的法向吸力可以相互抵消，削弱了因吸力過大而產(chǎn)生的氣隙波動，從而提高電磁推力的性能和電動機(jī)的運(yùn)行穩(wěn)定性，適用于長距離的直線行程運(yùn)動；雙邊結(jié)構(gòu)間隙小，鐵屑等雜質(zhì)不容易掉入，減小電機(jī)維護(hù)成本。
文檔編號H02K41/03GK102044951SQ201110000290
公開日2011年5月4日 申請日期2011年1月4日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月4日
發(fā)明者余海濤, 馮四平, 劉強(qiáng), 孫國平, 朱嘉東, 朱斌, 胡敏強(qiáng), 黃磊 申請人:東南大學(xué)