[发明专利]一种无铁肋永磁辅助同步磁阻直线电机

说明书

本发明公开了一种无铁肋永磁辅助同步磁阻直线电机，其特征在于，包括电机的底部箱体，在底部箱体上设有直线导轨和次级侧，次级侧设置直线导轨之间，在直线导轨和次级侧的上部设有滑块、初级侧和工作台，直线导轨与滑块连接构成移动副，滑块和初级侧被固定在工作台上，初级侧和次级侧相对，两者之间设有间隙。本发明所述电机不使用稀土永磁材料，故制造成本更低；对环境更友好；剩磁更小，不容易吸附铁屑或其他铁磁材料，电机推力密度更大，功率因数更高，选取了合适的次级与初级结构参数关系，得到了较大的推力和较低的推力波动，不但可以适合相关直线运动的应用，还可以为后续该直线电机的研发、优化、应用提供基础支持。

技术领域

本发明涉及一种无铁肋永磁辅助同步磁阻直线电机，具体涉及无铁肋永磁辅助同步磁阻直线电机的设计制造，属于电机制造领域。

背景技术

直线电机将电能转换为直线运动的机械能，省去大量中间传动机构，加快了系统反应速度，提高了加工速度与加工精度，因此应用广泛。

目前，永磁同步直线电机是许多高性能应用场所的备用设备，但稀土永磁材料的价格波动对永磁同步直线电机的成本影响较大。同步磁阻直线电机以其低成本和高可靠性成为了很好的选择。在有铁肋的同步磁阻直线电机中，其电机的次级侧中设置空气磁障，电机中由硅钢片构成的导磁条的端部通过铁肋相互连接，使次级侧形成一个整体，虽保持了位置关系和增强了机械强度，但连接端部的铁肋产生漏磁，导致了电机推力性能和驱动效率无法提升。

发明内容

本发明解决的技术问题是：如何设计一种无铁肋永磁辅助同步磁阻直线电机，使它可以提高直线电机的性能，使其推力更大，推力波动更小，功率因数更大。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是提供了一种无铁肋永磁辅助同步磁阻直线电机，其特征在于，包括电机的底部箱体，在底部箱体上设有直线导轨和次级侧，次级侧设置直线导轨之间，在直线导轨和次级侧的上部设有滑块、初级侧和工作台，直线导轨与滑块连接构成移动副，滑块和初级侧被固定在工作台上，初级侧和次级侧相对，两者之间设有间隙。

优选的，所述的初级侧包括硅钢片，在硅钢片内设有绕组槽，槽数为15k+6(k为极对数)，初级侧的起始端和末尾端的槽中只绕一层绕组，中间的绕组为双层绕组。

优选的，所述的次级侧包括磁障、导磁条和辅助永磁体，在导磁条内设有多个磁障，在每个磁障中设有辅助永磁体。

优选的，所述的磁障中填充树脂或塑料等不导磁材料，通过树脂或塑料等不导磁材料将各个导磁条和辅助永磁体包裹为一个整体。

优选的，所述的磁障中间设置有辅助永磁体，辅助永磁体与磁障等宽，辅助永磁体长度从上到下依次变大，辅助永磁体对称分布，辅助永磁体充磁方向为竖直方向。

优选的，所述的导磁条的端部中心距宽度由内到外依次为W1、W2、W3、W4，W1到W4的宽度依次递增，从W1到W4每个宽度的递增量为(0.4～0.6)W1。

优选的，所述永磁辅助同步磁阻直线电机的初级侧是一块有开设多个半封闭槽的硅钢片，并在这些槽内进行双层分布式绕组绕线，由于直线电机端部断开，该电机起始端和末尾端6个槽内只绕一层绕组，中间绕组为双层绕组，在本发明所述的永磁辅助同步磁阻直线电机中，半封闭绕组槽数为15k+6,k为极对数(可根据具体需要任取正整数)。

优选的，所述永磁辅助同步磁阻直线电机的次级是通过磁极单元拼接组成的，每个磁极为一个制造单元，根据电机所需长度，确定次级侧放置多少个磁极，每个磁极单元内都包括由硅钢片制成的导磁条、树脂或其他不导磁材料制成磁障和永磁体三部分；在本发明中，由于没有端部铁肋，所以导磁条彼此没有连接。因此，通过树脂填充进磁障部分，使各个导磁条和永磁体形成一个整体，并保证其机械强度。其制作工艺为，先将硅钢片制成有铁肋结构，再将硅钢片叠压在一起并将永磁体插入其中；然后将树脂铸进磁障处的空隙中，待树脂凝固后即和硅钢片制成的导磁条与永磁体成为一个整体单元。最后将位于端部的铁肋切去。