[发明专利]磁通反向线性电动机

说明书

技术领域

本发明涉及一种磁通反向线性电动机，尤其适用于自动化和机器人技术领域，以及所有要求定位精确性和运动传输刚性的定位或运动系统中。

背景技术

已知在常规的具有表面磁体的线性或直线电动机中，励磁通由安放在固定支承压盘上的名为“次级元件”或更简单地叫做“次级”的永磁体产生，并与布置在不同可移动支承装置上的名为“初级元件”或更简单地叫做“初级”的线圈相互作用。初级和次级也可以分别被命名为定子和转换器，尽管对于线性电动机，最后的术语并不总能代表电动机的移动元件和固定元件。根据这些应用，实际上次级可以被固定，而初级可以在平行于次级的平面上移动，反之亦然。

在常规的线性电动机中，如图1所示，次级101包括一系列与铁制固定表面103的上表面粘贴在一起的变极性永磁体102。磁体102产生固定磁通，该固定磁通与在两个支承装置相互运动时由初级106的线圈105中的电流产生的变化磁通交互作用，从而产生转化为推力或力的机械作用。

被认为是无电刷的旋转磁通反向电动机，也被认为在线圈所位于的相同位置，即初级或定子上，具有永磁体。更具体地说，两个磁体粘贴在初级的每个齿上，面向空气间隙，并且对于邻近的齿具有相反的磁性取向和对称极性，即N-S S-N N-SS-N等。转子由用软铁磁材料制成的齿状圆柱结构替代组成，该圆柱结构的齿距与该机器所必需的磁极数量相适应。

在磁通反向旋转电动机中，由于感应现象，永磁体使转子的齿状结构极化，这依次关闭定子的其它齿上的磁通。从磁通线的角度看，两个部件的相对运动导致磁几何构型和相应地磁通线路径的连续变化。该变化在线圈中引起可变的反向电动势，该反向电动势与由向线圈供电的外部电源产生的电压相反，代表由电动机自然产生的电压。该反向电动势与电压常数的概念相关联，并且相应地与作为旋转电动机特征的扭矩常数的概念相关联。

该参数对机器的运行极其重要，因为它指出对于具有完全来自永磁体动作的激励下的相等的电流和速度，可以从它获得的扭矩。

表征已知线性电动机的一个缺点是所必须使用的大量永磁体，这完全取决于次级的长度，以及/或者电动机的冲程。

已知电动机的另一个缺点与固定永磁体的复杂操作有关，该复杂操作除了延长电动机的装配时间外，在生产方面也需要相当大的成本。而且，该永磁体的装配类型需要承担在磁体和铁制部件之间发生的机械动作的额外问题，因此也可能导致永磁体分离和随之的机器停工期。

发明内容

本发明的宗旨是通过提供一种线性电动机来解决如上指出的问题，该电动机具有少量的部件，并确保在推力方面的好性能。

为此，本发明的一个目的是提供一种保护永磁体不与相应支承件分离且不受任何有害外部因素影响的线性电动机。

本发明的另一目的是提供一种定子线圈的级联以相同圈数增加以提高线性电动机效率的线性电动机。

而且本发明还有附加的目的：减少制造和装配线性电动机所需的操作。

本发明的另一目的是提供一种高度可靠、提供相对容易，并具有竞争性成本的线性电动机。

在下文中将更加明显的该宗旨和这些及其它目的，通过根据本发明的一种磁通反向线性电动机而实现，该磁通反向电动机包括设有至少一个初级齿的初级元件，适合传导可变电流的相应线圈围绕该初级齿布置，其特点在于，该线性电动机包括面向上述至少一个初级齿的齿状次级元件，该齿状次级元件包括一系列铁磁材料制成的次级齿，这些次级齿向所述至少一个初级齿突出以确定电动机的空气间隙，在指引朝向电动机空气间隙的初级齿的末端，每个初级齿包括一对磁体，这对磁体被安装成指引互相相反的极性朝向空气间隙。

附图说明

本发明的进一步的特征和优点将从用附图中非限定性例子的方式说明的、根据本发明的线性电动机的较佳但非排它实施例的描述中变得更加明显，在附图中：

图1是常规永磁体线性电动机的示意剖视图；

图2是根据本发明的线性电动机的示意前视图；

图3是根据本发明较佳实施例的线性电动机的前视图；

图4是图3所示的初级齿的叠片前视图；

图5是图3所示的初级齿的轭状装置的模块化叠片前视图；

图6是图3所示的线性电动机的磁通线图。

具体实施方式

参见附图，一般用附图标记1指出的根据本发明的线性电动机包括初级元件或定子2，该定子是直线性的，并设有至少一个齿3，或较佳地多个并排布置的齿3。

相应的线圈4被布置在每个齿3周围(在此指初级齿)，并包括例如铜制的线圈，并被连接到未在图中显示的常规电子驱动器上。