[发明专利]一种恒流源励磁的四极直流磁悬浮磁阻型直线电机

说明书

本发明公开了一种恒流源励磁的四极直流磁悬浮磁阻型直线电机，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）之间通过三个连接体（11）固定，本发明不但有效解决了传统电机增加变换机构和定子与动子之间存在摩擦问题，又解决了永磁体存在的振动退磁与热退磁的技术难题，而且x和y方向悬浮力之间无耦合、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，具体涉及一种无摩擦、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恒流源励磁的四极直流磁悬浮磁阻型直线电机。

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，传统的旋转电机再加上一套变换机构组成的直线运动驱动装置，造成传动系统体积庞大，存在摩擦噪声与传动损耗，传动效率低，传动机构易损坏，这些缺点导致传动直线电机已经难以满足现代直线控制系统的性能需求。

而磁悬浮直线电机是利用磁悬浮技术实现动子悬浮无接触支承，动子和定子之间始终保持一定的气隙，消除了定子和动子之间的摩擦阻力，大大提高系统的灵敏度、快速性和随动性。且实现了磁悬浮直线电机无接触传递力，机械摩擦损耗几乎为零，所有故障少，免维护，工作安全可靠、寿命长。

磁悬浮直线电机中常采用永磁体产生偏置磁通，悬浮绕组产生悬浮控制磁通，两者相互作用产生悬浮力。但是，高温与振动环境下的永磁体退磁难题，导致其工业应用领域受到限制。与三极式交流磁悬浮直线电机相比，四极式结构x和y方向悬浮力之间无耦合、控制简单，且直流驱动技术成熟，易于实现，因此发明一种采用恒流源励磁的四极直流磁悬浮直线电机具有重要的现实意义。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种恒流源励磁的四极直流磁悬浮磁阻型直线电机，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流直线电机定子与动子自己存在摩擦问题，并且x和y方向悬浮力之间无耦合、控制简单，易于实现。

本发明通过以下技术方案实现：

一种恒流源励磁的四极直流磁悬浮磁阻型直线电机，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向四个连接体（11）固定，所述定子铁心（6）包括悬浮铁心（9）、四个相同弧度的轴向控制铁心（10），悬浮铁心（9）内壁分别通过四块隔磁铝环（8）与四个轴向控制铁心（10）外壁固定一体，悬浮铁心（9）内壁沿圆周向的X、Y向设有向内凸出的四个定子悬浮齿（13），其上沿径向依次绕制恒流源绕组（14）、悬浮绕组（15），X、Y向的悬浮绕组（15）分别串联，相邻悬浮铁心（9）上的X或Y向悬浮绕组（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（10）内壁沿圆周向等角度设有向内凸出的两个定子齿（12），其上对应绕制轴向控制绕组（16）；

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（5），每个动子铁心（4）的周面剩余空间均匀设置有八个动子齿（7）。

本发明进一步技术改进方案是：

所述四个定子铁心（6）的定子悬浮齿（13）上绕制的恒流源绕组（14）为并联、或为串联，由直流恒流源供电；所述四个定子铁心（6）的定子悬浮齿（13）上绕制的悬浮绕组（15）为串联或为并联，由直流电源供电。

本发明进一步技术改进方案是：

所述定子齿（12）与动子齿（7）、定子悬浮齿（13）与动子悬浮齿（5）均对应设置，连接体（11）设置于相邻定子悬浮齿（13）对应的悬浮铁心（9）侧壁之间。