一種短永磁的開關(guān)磁鏈直線電動機的電樞及其安裝架的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供一種短永磁的開關(guān)磁鏈直線電動機的電樞，包括多個鐵芯模塊、永磁體和三相繞組，永磁體夾置于相鄰鐵芯模塊之間，鐵芯模塊包括鐵芯模塊主體和丁字形頂部結(jié)構(gòu)，永磁體的高度比鐵芯模塊主體的高度矮1/5-1/3。本實用新型還提供一種上述電樞的安裝架，包括平板支架和一體成型的多個十字塊，多個十字塊的形狀與鐵芯模塊及其間夾置的永磁體之間的空隙相適配。本實用新型的短永磁體結(jié)構(gòu)可使電機系統(tǒng)在磁優(yōu)化狀態(tài)下工作，提高效率和推力性能，并可節(jié)省永磁體的消耗，降低成本；十字塊的橫梁兩側(cè)掛住鐵芯模塊，豎梁下部頂住永磁體，使永磁體和鐵芯模塊相對位置穩(wěn)固，確保按設(shè)計意圖運行。
【專利說明】—種短永磁的開關(guān)磁鏈直線電動機的電樞及其安裝架
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及永磁開關(guān)磁鏈直線電動機，尤其涉及短永磁的開關(guān)磁鏈直線電動機的電樞及其安裝架。
【背景技術(shù)】
[0002]電動機是很多運動系統(tǒng)中的驅(qū)動部件，選用合適的電動機能夠優(yōu)化運動系統(tǒng)的性能、降低成本。在旋轉(zhuǎn)運動的場合，一般選用旋轉(zhuǎn)型的電動機。在直線運動的場合，如果仍然采用旋轉(zhuǎn)電動機來提供動力，由于運動形式的差別，需要一些把旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)變成直線運動的傳動裝置如滾珠絲杠等。這些傳動裝置的引入會使系統(tǒng)體積增大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，震動、噪音增加，系統(tǒng)可靠性降低。從運動控制來看還會使系統(tǒng)響應(yīng)變慢、惰性增加等。
[0003]直接采用直線電動機可以克服上述諸多困難，而且直線電動機由于沒有離心力的約束，其加速度和速度都可以比旋轉(zhuǎn)電機做的更高，可以使系統(tǒng)具有更快的速度和響應(yīng)。特別是永磁同步直線電動機，以其高效、高單位體積出力和高定位能力成為高性能直線驅(qū)動的首選。但是常規(guī)永磁同步直線電動機的繞組和永磁體分別在動子或者定子上，當(dāng)行程比較長時如用于工廠內(nèi)的運輸線、或者地鐵等時，繞組或者永磁體數(shù)量非常巨大，成本非常聞。
[0004]永磁開關(guān)磁鏈直線同步電動機，其永磁體和線圈繞組均在短動子上，定子僅由硅鋼片疊壓而成。在行程較長時，僅需要延長鋪設(shè)硅鋼片定子就可以。成本更高的銅繞組和永磁體僅在動子長度內(nèi)鋪設(shè)就可以，大幅度降低成本。但是這種永磁開關(guān)磁鏈直線同步電動機的常規(guī)設(shè)計仍有諸多不足之處:如為了便利，常常把永磁體的高度做成和模塊主體一樣高度，很多場合會由于磁場過大，會出現(xiàn)局部飽和，引起磁場波形畸變，最終使得推力波動增大，推力品質(zhì)下降。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種短永磁的開關(guān)磁鏈直線電動機的電樞，可使電機系統(tǒng)在磁優(yōu)化狀態(tài)下工作，提高效率和推力性能。
[0006]為此，本實用新型采用以下技術(shù)方案:一種短永磁的開關(guān)磁鏈直線電動機的電樞，包括多個鐵芯模塊、永磁體和三相繞組，所述多個鐵芯模塊平行并列排布，所述永磁體夾置于相鄰鐵芯模塊之間，所述鐵芯模塊包括鐵芯模塊主體和設(shè)于鐵芯模塊主體上部的丁字形頂部結(jié)構(gòu)，所述永磁體的高度比所述鐵芯模塊主體的高度矮1/5-1/3。
[0007]在采用上述技術(shù)方案的同時，本實用新型還可以采用或者組合采用以下進一步的技術(shù)方案:
[0008]相鄰永磁體的充磁方向相反。
[0009]所述鐵芯模塊主體呈倒U型，倒U型鐵芯模塊主體的兩個U型邊構(gòu)成所述電樞的大齒，大齒的端部具有兩個或兩個以上的小齒。
[0010]所述三相繞組分別繞制在相鄰兩個鐵芯模塊主體的U型邊上，被夾置于該相鄰兩個鐵芯模塊之間的永磁體被繞在其中。
[0011]所述電樞的兩端設(shè)有輔助齒，所述輔助齒和與其最接近的大齒構(gòu)成一個倒U型鐵芯模塊主體。
[0012]所述鐵芯模塊由硅鋼片疊壓制成。
[0013]本實用新型所要解決的另一個技術(shù)問題是提供一種上述短永磁的開關(guān)磁鏈直線電動機的電樞的安裝架，使得電樞和永磁體的相對位置確定，運行可靠。
[0014]為此，本實用新型采用以下技術(shù)方案:一種短永磁的開關(guān)磁鏈直線電動機的電樞的安裝架，所述安裝架包括平板支架，所述平板支架下方設(shè)有與所述平板支架一體成型的多個十字塊，所述多個十字塊的形狀與所述多個鐵芯模塊及其間夾置的永磁體之間的空隙相適配。
[0015]所述安裝架采用硬質(zhì)鋁材制成。
[0016]由于采用本實用新型的技術(shù)方案，本實用新型的短永磁體結(jié)構(gòu)可使電機系統(tǒng)在磁優(yōu)化狀態(tài)下工作，提高效率和推力性能，并且可以節(jié)省永磁體的消耗，從而降低成本；安裝架的十字塊橫梁兩側(cè)掛住鐵芯模塊，豎梁下部頂住永磁體，使永磁體和鐵芯模塊相對位置穩(wěn)固，確保電機系統(tǒng)按設(shè)計意圖高效運行；并且，安裝架采用硬質(zhì)鋁材，重量輕、剛度好、又能隔磁，確保各運行部件之間互不影響。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1為本實用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖2為本實用新型的繞組連接方式示意圖。
【具體實施方式】
[0019]參照附圖1。本實用新型的短永磁的開關(guān)磁鏈直線電動機包括電樞I和與電樞I相適配的定子12，電樞I上方設(shè)置電樞I的安裝架2。
[0020]電樞I包括多個鐵芯模塊9、永磁體以及由A相繞組3、B相繞組4和C相繞組5構(gòu)成的三相繞組，多個鐵芯模塊9平行并列排布，永磁體夾置于相鄰鐵芯模塊9之間，相鄰兩個永磁體6和7的充磁方向相反，其中，永磁體6為N向充磁永磁體，永磁體7為S向充磁永磁體，永磁體6和7交替排列。
[0021]鐵芯模塊9由硅鋼片疊壓制成，鐵芯模塊9包括鐵芯模塊主體和設(shè)置于鐵芯模塊主體上部的丁字形頂部結(jié)構(gòu)，永磁體的高度與鐵芯模塊主體的高度不一致，比鐵芯模塊主體的高度矮1/5-1/3，由此形成短永磁結(jié)構(gòu)，永磁體的最優(yōu)高度與其鐵芯模塊結(jié)構(gòu)尺寸相關(guān)。
[0022]鐵芯模塊主體呈倒U型，倒U型鐵芯模塊主體的兩個U型邊構(gòu)成了電樞I的大齒10，大齒10的端部具有小齒11，小齒11的個數(shù)可根據(jù)實際需要設(shè)置，由此在電樞I上形成多齒，定子上設(shè)有與電樞I的多齒相適配的齒槽。多齒電樞的結(jié)構(gòu)能夠節(jié)約永磁體用量，減小推力波動，提高出力質(zhì)量。
[0023]三相繞組線圈3、4和5分別繞在相鄰兩個大齒10上，并將相鄰兩個大齒10之間的永磁體繞在其內(nèi)部。三個繞組線圈3、4、5及其分別繞制在其中的3對大齒10、3對大齒10中的永磁體6或7構(gòu)成一個動力單元組,本實施例中的電樞I包括這樣兩個動力單元組，動力單元組的個數(shù)可以根據(jù)動力輸出的實際需要來設(shè)置。
[0024]考慮到磁路完整性及抑制推力波動的需要，電樞I的兩端對稱地設(shè)有輔助齒8，輔助齒8和與其最近的一個大齒10構(gòu)成一個完整的倒U型鐵芯模塊主體。
[0025]安裝架2由硬質(zhì)鋁材制成，安裝架2的上部為平板結(jié)構(gòu)，平板結(jié)構(gòu)下方設(shè)有多個十字塊，平板結(jié)構(gòu)和十字塊一體加工而成。十字塊的形狀與相鄰鐵芯模塊9和夾置于其間的永磁體之間形成的空隙相適配，并嵌入所述空隙中，所述十字塊的橫梁部分掛住其兩邊的鐵芯模塊的丁字形頂部結(jié)構(gòu)，十字塊的底端頂住永磁體，使得鐵芯模塊和永磁體之間的相對位置固定達到設(shè)計要求且無相對移動。
[0026]本實用新型的繞組連接方式如圖2所示，其中，點畫線表示A相繞組，實線表示B相繞組，虛線表示C相繞組，X、Y、Z分別表示A、B、C三相繞組的輸出。實際運行時，將圖2所示三相繞組與控制電路相連，根據(jù)傳感器檢測到的動子與定子相對位置信息，控制電路實行變頻驅(qū)動控制。
[0027]上述實施例用于對本實用新型作進一步說明，但并不將本實用新型局限于這些【具體實施方式】。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該認識到，本實用新型涵蓋了權(quán)利要求書范圍內(nèi)所可能包括的所有備選方案、改進方案和等效方案。
【權(quán)利要求】
1.一種短永磁的開關(guān)磁鏈直線電動機的電樞，包括多個鐵芯模塊、永磁體和三相繞組，其特征在于:所述多個鐵芯模塊平行并列排布，所述永磁體夾置于相鄰鐵芯模塊之間，所述鐵芯模塊包括鐵芯模塊主體和設(shè)于鐵芯模塊主體上部的丁字形頂部結(jié)構(gòu)，所述永磁體的高度比所述鐵芯模塊主體的高度矮1/5-1/3。
2.如權(quán)利要求1所述的一種短永磁的開關(guān)磁鏈直線電動機的電樞，其特征在于:相鄰永磁體的充磁方向相反。
3.如權(quán)利要求1所述的一種短永磁的開關(guān)磁鏈直線電動機的電樞，其特征在于:所述鐵芯模塊主體呈倒U型，倒U型鐵芯模塊主體的兩個U型邊構(gòu)成所述電樞的大齒，大齒的端部具有兩個或兩個以上的小齒。
4.如權(quán)利要求3所述的一種短永磁的開關(guān)磁鏈直線電動機的電樞，其特征在于:所述三相繞組分別繞制在相鄰兩個鐵芯模塊主體的U型邊上，被夾置于該相鄰兩個鐵芯模塊之間的永磁體被繞在其中。
5.如權(quán)利要求4所述的一種短永磁的開關(guān)磁鏈直線電動機的電樞，其特征在于:所述電樞的兩端設(shè)有輔助齒，所述輔助齒和與其最接近的大齒構(gòu)成一個倒U型鐵芯模塊主體。
6.如權(quán)利要求1所述的一種短永磁的開關(guān)磁鏈直線電動機的電樞，其特征在于:所述鐵芯模塊由硅鋼片疊壓制成。
7.如權(quán)利要求1-6中任一項所述的短永磁的開關(guān)磁鏈直線電動機的電樞的安裝架，其特征在于:所述安裝架包括平板支架，所述平板支架下方設(shè)有與所述平板支架一體成型的多個十字塊，所述多個十字塊的形狀與所述多個鐵芯模塊及其間夾置的永磁體之間的空隙相適配。
8.如權(quán)利要求7所述的短永磁的開關(guān)磁鏈直線電動機的電樞的安裝架，其特征在于:所述安裝架采用硬質(zhì)鋁材制成。
【文檔編號】H02K1/27GK203406694SQ201320411737
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2013年7月10日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月10日
【發(fā)明者】蔡炯炯, 盧琴芬 申請人:蔡炯炯, 盧琴芬