主初極與副初極混合式結(jié)構(gòu)的永磁直線電的制造方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種主初極與副初極混合式結(jié)構(gòu)的永磁直線電動(dòng)機(jī)，由直線電動(dòng)機(jī)初極和直線電動(dòng)機(jī)次極組成，直線電動(dòng)機(jī)初極包含一套主初極和兩套副初極，主初極與副初極橫向平行排列，副初極對(duì)稱(chēng)位于主初極兩側(cè)，主初極與副初極通過(guò)初極緊固螺栓安裝在初極安裝板上，形成直線電動(dòng)機(jī)初極模塊，初極模塊通過(guò)基座安裝螺栓安裝固定于基座之上；直線電動(dòng)機(jī)次極包含一套主次極與兩套副次極，主次極與副次極通過(guò)次極緊固螺栓安裝在次極安裝板上，次極安裝板上面開(kāi)有便于與工件螺栓連接的螺孔。本發(fā)明中的直線電機(jī)具有效率高，高動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度，輸出推力范圍大等優(yōu)點(diǎn)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】主初極與副初極混合式結(jié)構(gòu)的永磁直線電機(jī)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種永磁直線電機(jī),尤其是一種主初極與副初極混合式結(jié)構(gòu)的永磁直線電機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]直線驅(qū)動(dòng)裝置或系統(tǒng)通常都由旋轉(zhuǎn)電機(jī)通過(guò)中間轉(zhuǎn)換裝置，例如鏈條、鋼絲繩、皮帶、齒條或絲桿等機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)換為直線運(yùn)動(dòng)的，從而存在體積大、效率低、精度差、噪聲大等問(wèn)題。因此，“旋轉(zhuǎn)電機(jī)+中間轉(zhuǎn)換裝置”這種驅(qū)動(dòng)方式不適合高效、高精度、小體積、低噪音等應(yīng)用場(chǎng)合，如高速多軸數(shù)控機(jī)床、磁懸浮列車(chē)、物流輸送線等。直線電機(jī)則能夠有效地解決這些問(wèn)題，因?yàn)樗恍枰陨先魏沃虚g轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)裝置，將電能直接轉(zhuǎn)換成直線運(yùn)動(dòng)機(jī)械能。
[0003]直線電機(jī)具有多種類(lèi)型，可按不同的分類(lèi)方法進(jìn)行分類(lèi)。按電源來(lái)分，可以分為交流直線電機(jī)、直流直線電機(jī)或脈沖直線電機(jī)等；按結(jié)構(gòu)來(lái)分，可以分為扁平型直線電機(jī)、圓筒型直線電機(jī)或盤(pán)型直線電機(jī)等；按工作原理來(lái)分，可為直線感應(yīng)電機(jī)，直線同步電機(jī)，開(kāi)關(guān)磁鏈直線電機(jī)，開(kāi)關(guān)磁阻直線電機(jī)等，可廣泛地應(yīng)用于工業(yè)、民用、軍事及其它各種需要直線運(yùn)動(dòng)的場(chǎng)合。目前的熱點(diǎn)研究領(lǐng)域主要集中在高速數(shù)控機(jī)床、電磁彈射、直線電機(jī)地鐵、磁懸浮列車(chē)、直線電機(jī)電梯(垂直輸送)等，這些應(yīng)用都需要根據(jù)實(shí)際的要求來(lái)選擇合適類(lèi)型的直線電機(jī)。這些采用直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)的裝置和其它非直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)的裝置相比，具有可高可靠性、高速度、高加速度、高精度、噪聲低、封裝方便等優(yōu)點(diǎn)。
[0004]目前永磁同步直線電機(jī)單側(cè)橫向上只有一套初極繞組，這種結(jié)構(gòu)的直線電機(jī)只能通過(guò)調(diào)節(jié)初極電流調(diào)節(jié)直線電機(jī)推力。當(dāng)工況要求直線電機(jī)以很高的加速度啟動(dòng)時(shí)，直線電機(jī)啟動(dòng)電流非常大，對(duì)直線電機(jī)初極繞組的性能和壽命都非常不利。當(dāng)負(fù)載在運(yùn)行過(guò)程中負(fù)載阻力變化較大時(shí)，有可能超出直線電機(jī)的推力范圍，此時(shí)直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)會(huì)報(bào)警無(wú)法繼續(xù)運(yùn)行。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種主初極與副初極混合式結(jié)構(gòu)的永磁直線電機(jī)，這種結(jié)構(gòu)的直線電機(jī)具有較快的動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度、較高的運(yùn)行效率，推力范圍寬，過(guò)載能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種主初極與副初極混合式結(jié)構(gòu)的永磁直線電動(dòng)機(jī)，由直線電動(dòng)機(jī)初極和直線電動(dòng)機(jī)次極組成，其特點(diǎn)是:直線電動(dòng)機(jī)初極包含一套主初極和兩套副初極，主初極與副初極橫向平行排列，副初極對(duì)稱(chēng)位于主初極兩側(cè)，主初極與副初極通過(guò)初極緊固螺栓安裝在初極安裝板上，形成直線電動(dòng)機(jī)初極模塊，初極模塊通過(guò)基座安裝螺栓安裝固定于基座之上；直線電動(dòng)機(jī)次極包含一套主次極與兩套副次極，主次極與副次極通過(guò)次極緊固螺栓安裝在次極安裝板上，次極安裝板上面開(kāi)有便于與工件螺栓連接的螺孔。[0007]主初極與主次極耦合構(gòu)成直線電動(dòng)機(jī)主單元，所述副初極與副次極耦合構(gòu)成直線電動(dòng)機(jī)副單元，直線電動(dòng)機(jī)主單元與主驅(qū)動(dòng)控制器連接，直線電動(dòng)機(jī)兩個(gè)副單元與副驅(qū)動(dòng)控制器連接，主驅(qū)動(dòng)控制器與副驅(qū)動(dòng)控制器之間為主從關(guān)系。
[0008]直線電動(dòng)機(jī)主單元的推力等于額定負(fù)載時(shí)的推力，在整個(gè)運(yùn)行過(guò)程中保持恒定；所述副單元在加速工況時(shí)的副推力與主推力方向相同，在制動(dòng)工況時(shí)與主推力方向相反。
[0009]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明中的直線電機(jī)具有效率高，高動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度，輸出推力范圍大等優(yōu)點(diǎn)。在直線電機(jī)啟動(dòng)時(shí)，直線電機(jī)主初極與副初極同時(shí)供電驅(qū)動(dòng)，且主初極與副初極行波磁場(chǎng)方向相同，向動(dòng)子提供相同方向的推力；在直線電機(jī)動(dòng)子運(yùn)行速度接近額定運(yùn)行時(shí)，副初極逐漸停止驅(qū)動(dòng)，直線電機(jī)運(yùn)行于額定速度時(shí)，直線電機(jī)主初極單獨(dú)驅(qū)動(dòng)，此時(shí)直線電機(jī)主初極運(yùn)行在額定點(diǎn)，此時(shí)主初極工作在效率最高點(diǎn)；當(dāng)直線電機(jī)需要進(jìn)行制動(dòng)停止運(yùn)行時(shí)，除直線電機(jī)主初極進(jìn)行再生制動(dòng)以外，直線電機(jī)副初極供電驅(qū)動(dòng)，副初極行波磁場(chǎng)與主初極行波磁場(chǎng)方向相反，直線電機(jī)動(dòng)子能夠以很高的響應(yīng)速度制動(dòng)至靜止?fàn)顟B(tài)。此外在運(yùn)行過(guò)程中，當(dāng)直線電機(jī)動(dòng)子負(fù)載的發(fā)生較大變化，直線電機(jī)主初極的最大推力不足以滿足負(fù)載推力的要求時(shí)，啟動(dòng)直線電機(jī)副初極驅(qū)動(dòng)，副初極行波磁場(chǎng)方向與主初極行波磁場(chǎng)方向相同，共同驅(qū)動(dòng)運(yùn)行，擴(kuò)大了整個(gè)系統(tǒng)的推力范圍。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0010]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)立體示意圖；
圖2是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)主視圖；
圖3是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)分解圖。
【具體實(shí)施方式】
[0011]下面結(jié)合附圖與實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0012]如圖1至圖3所示，一種主初極與副初極混合式結(jié)構(gòu)的永磁直線電機(jī)，包括次極緊固螺栓1、次極安裝板2、主次極3、副次極4、主初極5、副初極6、初極緊固螺栓7、初極安裝板8、基座9。
[0013]主初極5與副初極6通過(guò)初極緊固螺栓7安裝在初極安裝板8上，形成直線電機(jī)初極模塊，初極模塊通過(guò)基座安裝螺栓10安裝固定于基座9之上。直線電機(jī)次極包含一套主次極3與兩套副次極4，主次極3與副次極4通過(guò)次極緊固螺栓(I)安裝在次極安裝板2上，形成直線電機(jī)次極模塊，次極安裝板2上面開(kāi)有螺孔，便于與工件螺栓連接。主初極5與主次極3耦合構(gòu)成直線電機(jī)主單元，副初極6與副次極4耦合構(gòu)成直線電機(jī)副單元。直線電機(jī)主單元與副單元分別由兩臺(tái)不同的驅(qū)動(dòng)控制器驅(qū)動(dòng)控制。主單元的推力等于額定負(fù)載時(shí)的推力，在整個(gè)運(yùn)行過(guò)程中基本保持不變，為負(fù)載的運(yùn)行提供主推力；副單元根據(jù)運(yùn)行工況的不同調(diào)節(jié)輸出推力的方向與大小，在加速工況時(shí)與主推力方向相同，在制動(dòng)工況時(shí)與主推力方向相反。本發(fā)明中的直線電機(jī)具有效率高，高動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度，輸出推力范圍大等優(yōu)點(diǎn)。在直線電機(jī)啟動(dòng)時(shí)，直線電機(jī)主初極5與副初極6同時(shí)供電驅(qū)動(dòng)，且主初極5與副初極6行波磁場(chǎng)方向相同，向動(dòng)子提供相同方向的推力；在直線電機(jī)動(dòng)子運(yùn)行速度接近額定運(yùn)行時(shí)，副初極6逐漸停止驅(qū)動(dòng)，直線電機(jī)運(yùn)行于額定速度時(shí)，直線電機(jī)主初極5單獨(dú)驅(qū)動(dòng)，此時(shí)直線電機(jī)主初極5運(yùn)行在額定點(diǎn)，此時(shí)主初極5工作在效率最高點(diǎn)；當(dāng)直線電機(jī)需要進(jìn)行制動(dòng)停止運(yùn)行時(shí)，除直線電機(jī)主初極5進(jìn)行再生制動(dòng)以外，直線電機(jī)副初極6供電驅(qū)動(dòng)，副初極6行波磁場(chǎng)與主初極5行波磁場(chǎng)方向相反，直線電機(jī)動(dòng)子能夠以很高的加速度制動(dòng)至靜止?fàn)顟B(tài)。此外在運(yùn)行過(guò)程中，當(dāng)直線電機(jī)動(dòng)子負(fù)載的發(fā)生較大變化，直線電機(jī)主初極5的最大推力不足以滿足負(fù)載推力的要求時(shí)，啟動(dòng)直線電機(jī)副初極6驅(qū)動(dòng)，副初極6行波磁場(chǎng)方向與主初極5行波磁場(chǎng)方向相同，共同驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)行。
[0014]本發(fā)明中的主初極與副初極混合式直線電機(jī)在一套主初極的基礎(chǔ)上，在主初極的兩側(cè)增加了兩套副初極。主單元的推力等于額定負(fù)載時(shí)的推力，在整個(gè)運(yùn)行過(guò)程中基本保持不變，為負(fù)載的運(yùn)行提供主推力；副單元根據(jù)運(yùn)行工況的不同調(diào)節(jié)輸出推力的大小，在加速工況時(shí)與主推力方向相同,在制動(dòng)工況時(shí)與主推力方向相反。本發(fā)明中的直線電機(jī)具有效率高，高動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度，輸出推力范圍大等優(yōu)點(diǎn)。
【權(quán)利要求】
1.一種主初極與副初極混合式結(jié)構(gòu)的永磁直線電動(dòng)機(jī)，由直線電動(dòng)機(jī)初極和直線電動(dòng)機(jī)次極組成，其特征在于:所述直線電動(dòng)機(jī)初極包含一套主初極(5)和兩套副初極(6)，所述主初極(5 )與副初極(6 )橫向平行排列，副初極(6 )對(duì)稱(chēng)位于主初極(5 )兩側(cè)，主初極(5 )與副初極(6)通過(guò)初極緊固螺栓(7)安裝在初極安裝板(8)上，形成直線電動(dòng)機(jī)初極模塊，初極模塊通過(guò)基座安裝螺栓(10)安裝固定于基座(9)之上；所述直線電動(dòng)機(jī)次極包含一套主次極(3)與兩套副次極(4)，主次極(3)與副次極(4)通過(guò)次極緊固螺栓(I)安裝在次極安裝板(2)上，次極安裝板(2)上面開(kāi)有便于與工件螺栓連接的螺孔。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的主初極與副初極混合式結(jié)構(gòu)的永磁直線電動(dòng)機(jī)，其特征在于:所述主初極(5)與主次極(3)耦合構(gòu)成直線電動(dòng)機(jī)主單元，所述副初極(6)與副次極(4)耦合構(gòu)成直線電動(dòng)機(jī)副單元，直線電動(dòng)機(jī)主單元與主驅(qū)動(dòng)控制器連接，直線電動(dòng)機(jī)兩個(gè)副單元與副驅(qū)動(dòng)控制器連接，主驅(qū)動(dòng)控制器與副驅(qū)動(dòng)控制器之間為主從關(guān)系。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種主初極與副初極混合式結(jié)構(gòu)的永磁直線電動(dòng)機(jī)，其特征在于:所述直線電動(dòng)機(jī)主單元的推力等于額定負(fù)載時(shí)的推力，在整個(gè)運(yùn)行過(guò)程中保持恒定；所述副單元在加速工況時(shí)的副推力與主推力方向相同，在制動(dòng)工況時(shí)與主推力方向相反。
【文檔編號(hào)】H02K41/03GK103618431SQ201310672650
【公開(kāi)日】2014年3月5日 申請(qǐng)日期:2013年12月12日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月12日
【發(fā)明者】董繼維, 劉莉飛, 楊帆, 陳茂才, 張?jiān)|, 楊智 申請(qǐng)人:中國(guó)船舶重工集團(tuán)公司第七〇四研究所