[发明专利]一种永磁偏置直流磁悬浮直线电机

说明书

本发明公开了一种永磁偏置直流磁悬浮直线电机，包括定子（1）、动子（2），其特征在于：所述定子（1）包括三个结构相同的定子铁心（6），定子铁心（6）之间通过四个连接体（7）固定，每个连接体（7）中间设置有轴向磁化的永磁体（11），本发明不但有效解决了传统电机增加变换机构，不能满足控制系统性能需求的问题，而且有效解决了传统直线电机定子与动子自己存在摩擦问题，并且x和y方向悬浮力无耦合，控制简单，易于实现。

技术领域

本发明涉及电机制造技术领域，具体涉及一种摩擦、磨损，控制简单，运行可靠，带负载能力强，响应速度快，结构紧凑，功耗低，能够产生稳定径向悬浮力的永磁偏置直流磁悬浮直线电机。

背景技术

随着自动控制技术和微型计算机的高速发展，对直线运动控制系统的定位精度提出了更高要求，传统的旋转电机加上一套变换机构组成的直线运动驱动装置系统体积庞大，其变换机构存在传动损耗与传动噪声，定位精度不高，这种结构的直线传动系统已经难以满足现代工业的性能需求。而传统直线电机定子和动子之间存在机械摩擦与磨损，运动时，轴承发热，会导致定位误差，且误差会随运行时间而积累，严重影响直线运动的快速性与定位的准确性。根据磁悬浮技术原理，结合直流磁悬浮轴承中两个自由度悬浮力无耦合与成熟的直流驱动系统技术两个优势，发明一种永磁偏置直流磁悬浮直线电机具有重要意义。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种永磁偏置直流磁悬浮直线电机，本发明不但有效解决了传统电机增加变换机构，不能满足控制系统性能需求的问题，而且有效解决了传统直线电机定子与动子自己存在摩擦问题，并具有两个径向方向悬浮无耦合，控制简单，易于实现的特点。

本发明通过以下技术方案实现：

一种永磁偏置直流磁悬浮直线电机，包括定子（1）、动子（2），其特征在于：所述定子（1）包括三个结构相同的定子铁心（6），定子铁心（6）之间通过位于X、Y向的四个连接体（7）固定，每个连接体（7）中间设置有轴向磁化的永磁体（11），所述定子铁心（6）包括悬浮铁心（14）、四个相同弧度的轴向控制铁心（15），悬浮铁心（14）内壁通过四个隔磁铝环（13）与四个轴向控制铁心（15）外壁固定一体，悬浮铁心（14）内壁沿圆周向X、Y向设有向内凸出的四个定子悬浮齿（16），其上绕制悬浮绕组（9），X、Y向的两个悬浮绕组（9）之间分别串联，相邻悬浮铁心（9）X或Y向的悬浮绕组（15）为串联或者并联，并由两个开关功放供电，每个轴向控制铁心（15）内壁沿圆周向等角度设有向内凸出的两个定子齿（8），其上对应绕制轴向控制绕组（10）；

所述动子（2）包括动子轴（3），动子轴（3）上套接有M个沿轴向排列的动子铁心（4），M个动子铁心（4）圆周向沿径向的X、Y向设置有四个贯穿于动子轴（3）的动子悬浮齿（12），每个动子铁心（4）的周面剩余空间均匀设置有八个动子齿（5）。

本发明进一步技术改进方案是：

所述定子齿（8）与动子齿（5）、定子悬浮齿（16）与动子悬浮齿（12）均对应设置，连接体（7）设置于相邻定子悬浮齿（16）对应的悬浮铁心（14）侧壁之间。

本发明进一步技术改进方案是：

所述相邻定子悬浮齿（15）沿圆周向夹角均为90度，之间等角度设置有两个定子齿（8）。

本发明进一步技术改进方案是：

所述相邻动子悬浮齿（12）沿圆周向夹角均为90度，之间等角度设置有两个动子齿（5）。

本发明进一步技术改进方案是：

所述定子齿（8）与动子齿（5）的宽度和厚度均为设为A，相邻定子铁心（6）之间的间距也为A，相邻动子铁心（4）之间的间距为2A，M与A根据轴向运动总距离与每次轴向运动距离任意设定，M为大于3的自然数。