專利名稱：一種容錯(cuò)型橫向磁場(chǎng)永磁直線電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種容錯(cuò)型橫向磁場(chǎng)永磁直線電機(jī)，屬于直線電機(jī)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，在航空航天、軍事裝備等領(lǐng)域中對(duì)直線運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)提出了越來(lái)越高的要求，既要滿足結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、控制靈活、可靠性高，又要滿足高的推力密度比。傳統(tǒng)的直線電機(jī)實(shí)現(xiàn)直線運(yùn)動(dòng)的電驅(qū)動(dòng)方案大多是采用旋轉(zhuǎn)電機(jī)配合絲杠將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成直線運(yùn)動(dòng)的方式，現(xiàn)有的直線電機(jī)這種方式由于中間存在著機(jī)械環(huán)節(jié)，因此很容易于發(fā)生故障。所以，現(xiàn)有的直線電機(jī)還是無(wú)法滿足航空航天、軍事裝備等領(lǐng)域中對(duì)直線運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的使用要求。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于，提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于加工、且具有高可靠性、高推力密度、高效率和良好性能的容錯(cuò)型橫向磁場(chǎng)永磁直線電機(jī)，以克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，從而滿足航空航天、軍事裝備等領(lǐng)域中對(duì)直線運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的直線電機(jī)的要求。本實(shí)用新型的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的本實(shí)用新型的一種容錯(cuò)型橫向磁場(chǎng)永磁直線電機(jī)，包括定子和設(shè)在定子上的m個(gè)動(dòng)子組件；定子和m個(gè)動(dòng)子組件均采用雙凸極結(jié)構(gòu)； 每個(gè)動(dòng)子組件上均設(shè)有永久磁鐵和電樞繞組，電樞繞組和永久磁鐵所產(chǎn)生的主磁通所在平面與動(dòng)子組件的運(yùn)動(dòng)方向垂直。前述容錯(cuò)型橫向磁場(chǎng)永磁直線電機(jī)中，所述m為相數(shù)，當(dāng)m > 3時(shí)，相鄰兩個(gè)動(dòng)子組件為錯(cuò)開(kāi)極距τ的2/m倍距離排列。前述容錯(cuò)型橫向磁場(chǎng)永磁直線電機(jī)中，所述定子為長(zhǎng)條狀板型結(jié)構(gòu)，定子與動(dòng)子組件的接觸面設(shè)有橫向設(shè)置的定子凸極。前述容錯(cuò)型橫向磁場(chǎng)永磁直線電機(jī)中，所述動(dòng)子組件包括動(dòng)子鐵芯，動(dòng)子鐵芯為 “閂”字型，“閂”字型頂部的橫梁之間鑲嵌有永久磁鐵，“閂”字型的兩縱框之間的“一”字型鐵芯上纏繞有電樞繞組；設(shè)置在電樞繞組兩側(cè)的動(dòng)子鐵芯兩邊上的動(dòng)子凸極的方向和間距與定子凸極相對(duì)應(yīng)。前述容錯(cuò)型橫向磁場(chǎng)永磁直線電機(jī)中，所述動(dòng)子組件為模塊化組件，即每個(gè)電樞繞組均為單相繞組，一個(gè)動(dòng)子組件上的電樞繞組與一相交流電源連接。前述容錯(cuò)型橫向磁場(chǎng)永磁直線電機(jī)中，所述定子和動(dòng)子鐵芯均由硅鋼片疊壓而成。由于采用了上述技術(shù)方案，本實(shí)用新型集雙凸極永磁電機(jī)和橫向磁場(chǎng)直線電機(jī)的優(yōu)點(diǎn)于一身，具有高可靠性、高推力密度的優(yōu)點(diǎn)，由于相與相之間實(shí)現(xiàn)了電磁解耦，其帶故障運(yùn)行能力較為出色。本實(shí)用新型模塊化的設(shè)計(jì)使得直線電機(jī)便于采用多相結(jié)構(gòu)。因此， 本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型不僅具有可靠性高、推力密度高、效率高的優(yōu)點(diǎn)， 而且還具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于加工的優(yōu)點(diǎn)。本實(shí)用新型可用于對(duì)系統(tǒng)的可靠運(yùn)行有較高要求的領(lǐng)域，特別是對(duì)連續(xù)運(yùn)行有嚴(yán)格要求的航空航天、軍事裝備等應(yīng)用場(chǎng)合。
圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是動(dòng)子鐵芯的立體示意圖；圖3是動(dòng)子鐵芯的平面示意圖。附圖中的標(biāo)記為1-定子、2-永久磁鐵、3-電樞繞組、4-定子凸極、5-動(dòng)子鐵芯、 6- “一”字型鐵芯、7-動(dòng)子凸極。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。但不作為對(duì)本實(shí)用新型的任何限制依據(jù)。本實(shí)用新型的實(shí)施例本實(shí)用新型的一種容錯(cuò)型橫向磁場(chǎng)永磁直線電機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示，該直線電機(jī)包括定子1和設(shè)在定子1上的m個(gè)動(dòng)子組件；定子1和m個(gè)動(dòng)子組件均采用雙凸極結(jié)構(gòu)；每個(gè)動(dòng)子組件上均設(shè)有永久磁鐵2和電樞繞組3，電樞繞組3和永久磁鐵2所產(chǎn)生的主磁通所在平面與動(dòng)子組件的運(yùn)動(dòng)方向垂直。所述m為相數(shù)，當(dāng)m > 3 時(shí)，相鄰兩個(gè)動(dòng)子組件為錯(cuò)開(kāi)極距τ的2/m倍距離排列。所述定子1為長(zhǎng)條狀板型結(jié)構(gòu)， 定子1與動(dòng)子組件的接觸面設(shè)有橫向設(shè)置的定子凸極4。如圖2和圖3所示，所述動(dòng)子組件包括動(dòng)子鐵芯5，動(dòng)子鐵芯5為“閂”字型，“閂”字型頂部的橫梁之間鑲嵌有永久磁鐵2， “閂”字型的兩縱框之間的“一”字型鐵芯6上纏繞有電樞繞組3 ；設(shè)置在電樞繞組3兩側(cè)的動(dòng)子鐵芯兩邊上的動(dòng)子凸極7的方向和間距與定子凸極4相對(duì)應(yīng)。所述動(dòng)子組件為模塊化組件，即每個(gè)電樞繞組3均為單相繞組，一個(gè)動(dòng)子組件上的電樞繞組3與一相交流電源連接。所述定子1和動(dòng)子鐵芯5均由硅鋼片疊壓而成。下面對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施過(guò)程及原理再進(jìn)一步說(shuō)明如下本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)原理如圖1所示，圖1是本實(shí)用新型的直線電機(jī)為三相結(jié)構(gòu)時(shí)的示意圖，該直線電機(jī)包括定子1和動(dòng)子組件，定子1為用硅鋼片疊壓而成的長(zhǎng)條狀板型結(jié)構(gòu)，定子1與動(dòng)子組件的接觸面設(shè)有平行排列的定子凸極4，定子凸極4的方向與定子1的縱向垂直排列(橫向排列)。定子1的定子凸極4上設(shè)有至少一個(gè)動(dòng)子組件。如圖2和圖3所示，動(dòng)子組件包括動(dòng)子鐵芯5，動(dòng)子鐵芯5為用硅鋼片疊壓而成的“閂”字型結(jié)構(gòu)，“閂”字型頂部的橫梁之間鑲嵌有永久磁鐵2，永久磁鐵2的充磁方向如圖3中的箭頭所示方向?！伴V” 字型的兩縱框之間的“一”字型鐵芯6上纏繞有電樞繞組3 ；電樞繞組所產(chǎn)生的主磁通所在平面與動(dòng)子組件的運(yùn)動(dòng)方向垂直。與動(dòng)子組件的運(yùn)動(dòng)方向垂直。實(shí)現(xiàn)了結(jié)構(gòu)隔離和電磁解耦，可提高推力密度，同時(shí)可提高直線電機(jī)的容錯(cuò)性能，提升直線電機(jī)帶故障運(yùn)行能力。每個(gè)電樞繞組3均為單相繞組，一個(gè)動(dòng)子組件上的電樞繞組3只與一相交流電源連接，形成模塊化組件?？梢云鸬较嚅g熱隔離和電隔離的作用，且電機(jī)繞組端部不交疊起到了物理隔離的作用，從而避免相間短路。設(shè)置一個(gè)動(dòng)子組件可以構(gòu)成單相直線電機(jī)，使用3個(gè)動(dòng)子組件可以構(gòu)成三相直線電機(jī)，也可以使用多個(gè)構(gòu)成多相直線電機(jī)。當(dāng)采用3個(gè)以上動(dòng)子組件時(shí)， 相鄰兩個(gè)動(dòng)子組件為錯(cuò)開(kāi)極距τ的2/m倍距離，m為電機(jī)的相數(shù)，圖1為三相直線電機(jī)的實(shí)例圖。每個(gè)繞有電樞繞組的動(dòng)子鐵芯5兩側(cè)的動(dòng)子凸極7的方向和間距與定子凸極4相對(duì)應(yīng)(所謂相對(duì)應(yīng)是指定子和動(dòng)子的凸極大小和間距相同)。定子1和動(dòng)子組件之間采用雙凸極連接結(jié)構(gòu)，所述的雙凸極連接結(jié)構(gòu)是定子和轉(zhuǎn)子均為凸極齒槽結(jié)構(gòu)，如圖1中標(biāo)記7所指的位置，由圖可見(jiàn)，定子1和動(dòng)子鐵芯5均為凸極齒槽結(jié)構(gòu)。由于永磁體設(shè)在運(yùn)動(dòng)的動(dòng)子組件上，所以永磁體的用量較小，可降低制造成本。定子鐵芯和動(dòng)子鐵芯采用硅鋼片疊壓而成，相比傳統(tǒng)橫向磁場(chǎng)電機(jī)采用的粉末軟磁復(fù)合材料，既簡(jiǎn)化了電機(jī)的加工和裝配，又節(jié)約了成本。
權(quán)利要求1.一種容錯(cuò)型橫向磁場(chǎng)永磁直線電機(jī)，其特征在于包括定子(1)和設(shè)在定子(1)上的m個(gè)動(dòng)子組件；定子(1)和m個(gè)動(dòng)子組件均為雙凸極結(jié)構(gòu)；每個(gè)動(dòng)子組件上均設(shè)有永久磁鐵(2)和電樞繞組(3)，電樞繞組C3)和永久磁鐵(2)所產(chǎn)生的主磁通所在平面與動(dòng)子組件的運(yùn)動(dòng)方向垂直。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述容錯(cuò)型橫向磁場(chǎng)永磁直線電機(jī)，其特征在于所述m為相數(shù)，當(dāng) m彡3時(shí)，相鄰兩個(gè)動(dòng)子組件為錯(cuò)開(kāi)極距τ的2/m倍距離排列。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述容錯(cuò)型橫向磁場(chǎng)永磁直線電機(jī)，其特征在于所述定子(1)為長(zhǎng)條狀板型結(jié)構(gòu)，定子(1)與動(dòng)子組件的接觸面設(shè)有橫向設(shè)置的定子凸極(4)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述容錯(cuò)型橫向磁場(chǎng)永磁直線電機(jī)，其特征在于所述動(dòng)子組件包括動(dòng)子鐵芯(5)，動(dòng)子鐵芯(5)為“閂”字型，“閂”字型頂部的橫梁之間鑲嵌有永久磁鐵(2)， “閂”字型的兩縱框之間的“一”字型鐵芯(6)上纏繞有電樞繞組(3)；設(shè)置在電樞繞組(3) 兩側(cè)的動(dòng)子鐵芯(5)兩邊上的動(dòng)子凸極(7)的方向和間距與定子凸極(4)相對(duì)應(yīng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述容錯(cuò)型橫向磁場(chǎng)永磁直線電機(jī)，其特征在于所述動(dòng)子組件為模塊化組件，即每個(gè)電樞繞組(3)均為單相繞組，一個(gè)動(dòng)子組件上的電樞繞組(3)與一相交流電源連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述容錯(cuò)型橫向磁場(chǎng)永磁直線電機(jī)，其特征在于所述定子(1)和動(dòng)子鐵芯(5)均由硅鋼片疊壓而成。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種容錯(cuò)型橫向磁場(chǎng)永磁直線電機(jī)，包括定子和設(shè)在定子上的m個(gè)動(dòng)子組件；定子和m個(gè)動(dòng)子組件均采用雙凸極結(jié)構(gòu)；每個(gè)動(dòng)子組件上均設(shè)有永久磁鐵和電樞繞組，電樞繞組所產(chǎn)生的主磁通所在平面與動(dòng)子組件的運(yùn)動(dòng)方向垂直。與動(dòng)子組件的運(yùn)動(dòng)方向垂直。本實(shí)用新型集雙凸極永磁電機(jī)和橫向磁場(chǎng)直線電機(jī)的優(yōu)點(diǎn)于一身，具有高可靠性、高推力密度的優(yōu)點(diǎn)，由于相與相之間實(shí)現(xiàn)了電磁解耦，其帶故障運(yùn)行能力較為出色。模塊化的設(shè)計(jì)使得該電機(jī)便于采用多相結(jié)構(gòu)。它具有高可靠性，高推力密度，高效率的優(yōu)點(diǎn)，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單易于加工，可用于對(duì)系統(tǒng)的可靠運(yùn)行有較高要求的領(lǐng)域，特別是對(duì)連續(xù)運(yùn)行有嚴(yán)格要求的航空航天、軍事裝備等應(yīng)用場(chǎng)合。
文檔編號(hào)H02K1/14GK202103559SQ20112022935
公開(kāi)日2012年1月4日 申請(qǐng)日期2011年7月1日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月1日
發(fā)明者徐永向, 趙玫, 鄒繼斌 申請(qǐng)人:中國(guó)江南航天工業(yè)集團(tuán)林泉電機(jī)廠