[发明专利]一种动磁式圆筒直线电机

说明书

技术领域

本发明涉及一种电机，尤其涉及一种动磁式圆筒直线电机。

背景技术

圆筒型直线电机主要有永磁同步和感应异步直线电机两种，结构上多为短初级、长次级动圈结构。

永磁同步直线电机次级为强磁磁铁部件，易吸附铁磁碎片，影响电机的安全运行；初级则为带铁芯齿槽的电枢结构，传统上通过斜槽或斜磁的方法减小齿槽定位力，同时也会削弱有效推力，且运动初级带有电缆，影响运行的可靠性。感应式异步直线电机初级结构与同步电机类似，次级为导电和导磁材料组成的复合体，推力密度小、效率低，伺服性能较差。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是在于需要提供一种动磁式圆筒直线电机，以克服因斜槽或斜磁困难存在齿槽定位力过大的缺陷。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种动磁式圆筒直线电机，包括：

初级，为圆柱形，接入一多相对称电流或方波电流；

次级，以圆环形式套在所述初级的外部，与所述初级磁耦合；

在所述多相对称电流或方波电流作用下，所述初级形成一与所述次级的永久磁场交链的行波磁场，产生一推力，所述初级与所述次级形成直线相对移动。

优选地，所述初级包括：

铁芯；

芯轴，为导磁材料制成的圆柱体，与所述铁芯一起构成所述永久磁场的一部分；

绕组，由空心线圈构成，与所述铁芯相互间隔地绕制在所述芯轴表面；

非磁性护轴，套在所述绕组表面，用于保护所述绕组；

第一轴端及第二轴端，用于限制所述铁芯及绕组的移动。

优选地，所述铁芯为导磁体，与所述芯轴、绕组、非磁性护轴、第一轴端及第二轴端，由灌封胶封装为一体。

优选地，所述空心线圈通过串联或并联的方式，构成至少二相对称绕组。

优选地，所述芯轴的轴向，即为所述相对移动的运动方向。

优选地，通过设置铁芯和空心线圈的数量、及所述芯轴的长度，确定所述相对移动的行程长度。

优选地，所述铁芯，采用非磁性材料制成隔环，与所述芯轴、绕组、非磁性护轴、第一轴端及第二轴端，由灌封胶封装为一体。

优选地，所述次级为运动部件，包括：

外壳，由非磁性材料制成；

永磁拓扑，粘接在非磁性外壳上，与所述初级一起产生所述推力；

第一端盖及第二端盖，与所述外壳一起固定所述永磁拓扑；

线性轴承，数量为两个，分别通过所述第一端盖及第二端盖固定在所述外壳上，与所述初级中的非磁性护轴构成运动副。

优选地，所述初级为铁芯齿槽结构时，所述永磁拓扑为两端永磁体不等厚度的不均匀海尔贝克结构；所述初级为无铁芯光滑电枢时，所述永磁拓扑为海尔贝克结构。

优选地，所述永磁拓扑，由轴向充磁的永磁体与径向充磁的永磁体构成，或者由轴向充磁的永磁体与铁芯构成。

与现有技术相比，本发明提供的一种动磁式圆筒直线电机，克服了因斜槽或斜磁困难存在齿槽定位力过大的缺陷，同时避免了初、次级吸附加工碎片或铁屑产生的安全隐患。

附图说明

图1为本发明动磁式圆筒直线电机一实施例的组成示意图。

图2为图1所示实施例的轴向剖视图。

图3为本发明动磁式圆筒直线电机与现有技术中的圆筒直线电机齿槽定位力的对比示意图。

具体实施方式

以下将结合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式，借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。

图1为本发明动磁式圆筒直线电机一实施例的组成示意图。如图1所示，该实施例包括初级20和次级30，其中初级20为圆柱形，用以接入多相对称电流或方波电流，该次级30以圆环形式套在该初级20的外部，与该初级20磁耦合；初级20接入多相对称电流或方波电流之后，形成与次级30永久磁场交链的一行波磁场，产生一推力使得次级30沿着初级20的轴向做往复的直线相对移动。初级20确定该直线相对移动的运动方向和行程长度。

如图1所示，本实施例采用长初级、短次级的动磁结构。本发明从以上实施例可以看出，既有永磁伺服电机的特性，又有感应电机运行可靠的特点。与现有技术相比，推重比和齿槽定位力等有显著改善，运动部件无馈电电缆、次级对外的弱磁特性，确保电机的安全和可靠运行。

图2为图1所示实施例的轴向剖视图。请结合参考图1，如图2所示，初级20包括非磁性护轴21、铁芯22、绕组23、芯轴24、第一轴端25和第二轴端26，其中：

非磁性护轴21，为不导磁钢管，套在绕组23表面，用于保护绕组23；