專利名稱：一種平板型直線電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種伺服電機(jī)，尤其涉及一種平板型直線電機(jī)。
背景技術(shù)：
直線電機(jī)主要的結(jié)構(gòu)形式有兩種 一是帶鐵芯的齒槽結(jié)構(gòu)，另一種是無 鐵芯的空心繞組結(jié)構(gòu)。前者由于存在鐵芯開槽產(chǎn)生的齒槽定位力，需要通過 斜槽或斜磁的方式來控制，既無法完全消除齒槽效應(yīng)，又會(huì)削弱有效推力， 且鐵芯與永磁體之間強(qiáng)大的電磁吸力，容易引起支撐結(jié)構(gòu)的變形和應(yīng)力集 中。后者雖然不存在齒槽效應(yīng)，但是因?yàn)椴捎昧斯羌懿荒軐?dǎo)熱，散熱困難， 因此過載能力低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是在于需要提供一種平板型直線電機(jī)，克服 現(xiàn)有鐵芯齒槽直線電機(jī)散熱較差的缺陷。
為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種平板型直線電機(jī)，包括
初級電樞部件；接入一多相對稱電流；
次級永磁勵(lì)磁部件，與所述初級電樞部件磁耦合；
在所述多相對稱電流作用下，所述初級電樞部件形成一與所述次級永磁 勵(lì)磁部件的永久磁場交鏈的行波磁場，產(chǎn)生一推力，所述初級電樞部件與所 述次級永磁勵(lì)磁部件形成直線相對移動(dòng)。
優(yōu)選地，所述初級電樞部件包括
初級磁軛，為導(dǎo)磁材料，所述永久磁場的一部分；
繞組，由空心線圈構(gòu)成，位于所述初級磁軛的表面；檔塊，用于容納所述繞組，并限制所述繞組受電磁力作用時(shí)的移動(dòng)。
優(yōu)選地，所述繞組、初級磁軛及檔塊，由導(dǎo)熱膠封裝為一體。
優(yōu)選地，所述空心線圈通過串聯(lián)或并聯(lián)的方式，構(gòu)成多相分布式繞組或 多相集中式繞組。
優(yōu)選地，所述空心線圈預(yù)制成兩端折彎，互相嵌套構(gòu)成所述多相分布式 繞組。
優(yōu)選地，所述空心線圈為扁平的空心線圈，構(gòu)成所述多相集中式繞組。
優(yōu)選地，通過調(diào)整所述初級磁軛沿所述相對運(yùn)動(dòng)方向的長度，來抑制推 力波動(dòng)。
優(yōu)選地，所述次級永磁勵(lì)磁部件確定該直線相對移動(dòng)的運(yùn)動(dòng)方向和行程 范圍。
優(yōu)選地，所述次級永磁勵(lì)磁部件包括
永磁體陣列，由若干勵(lì)磁模塊構(gòu)成， 一個(gè)所述勵(lì)磁模塊包括極性相反的 兩塊條形永久磁鐵；
次級磁軛，用于固定所述永磁體陣列。
優(yōu)選地，所述永磁體陣列確定所述直線相對移動(dòng)的行程范圍。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明直線型平板電機(jī)不僅具有良好的散熱性能，而 且還有平滑的推力和適中的電磁吸力，同時(shí)避免了斜槽或斜磁對有效推力的 削弱。


圖1為本發(fā)明平板型直線電機(jī)一實(shí)施例的組成示意圖。
圖2為圖1所示實(shí)施例中初級電樞部件20的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3為初級電樞部件20另一種實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4為圖1所示實(shí)施例中次級永磁勵(lì)磁部件30的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖5為本發(fā)明直線型平板電機(jī)沿相對移動(dòng)方向的推力分布示意圖。圖6為本發(fā)明直線型平板電機(jī)與齒槽電機(jī)吸力特性的對比示意圖。
具體實(shí)施例方式
以下將結(jié)合附圖及實(shí)施例來詳細(xì)說明本發(fā)明的實(shí)施方式，借此對本發(fā)明 如何應(yīng)用技術(shù)手段來解決技術(shù)問題，并達(dá)成技術(shù)效果的實(shí)現(xiàn)過程能充分理解 并據(jù)以實(shí)施。
圖1為本發(fā)明平板型直線電機(jī)一實(shí)施例的組成示意圖。如圖1所示，本 實(shí)施例包括初級電樞部件20和次級永磁勵(lì)磁部件30，初級電樞部件20在與 次級永磁勵(lì)磁部件30磁耦合后，在多相對稱電流作用下，形成一與次級永 磁勵(lì)磁部件30的永久磁場交鏈的行波磁場，產(chǎn)生一推力；在該推力作用下， 該初級電樞部件20與該次級永磁勵(lì)磁部件30形成直線相對移動(dòng)；該次級永 磁勵(lì)磁部件30確定該直線相對移動(dòng)的運(yùn)動(dòng)方向和行程范圍。本實(shí)施例是短 的初級電樞部件20和長的次級永磁勵(lì)磁部件30構(gòu)成的動(dòng)圈結(jié)構(gòu)。
初級電樞部件20和次級永磁勵(lì)磁部件30可以相對移動(dòng)，按需要選擇其 中之一為可動(dòng)部件，另一為固定部件，或者兩者同時(shí)為可動(dòng)部件。當(dāng)初級電 樞部件20通以多相對稱電流，形成與次級永磁勵(lì)磁部件30的永久磁場交鏈 的行波磁場，即產(chǎn)生推力以形成相對移動(dòng)。模塊化結(jié)構(gòu)的初級電樞部件20， 可以產(chǎn)生不同的推力，而且模塊化結(jié)構(gòu)的次級永磁勵(lì)磁部件30也可根據(jù)需 要拼接成相對移動(dòng)所需的行程。由本實(shí)施例可知，本發(fā)明無槽平板型直線電 機(jī)，既有空心繞組直線電機(jī)平滑的推力特性，又有鐵芯齒槽直線電機(jī)的磁力 預(yù)載。
圖2為上述初級電樞部件20的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖2所示，該初級電樞 部件20包括繞組21 、初級磁軛22、兩個(gè)第一檔塊23和兩個(gè)第二檔塊24組 成。繞組21由空心線圈25構(gòu)成，通過串聯(lián)或并聯(lián)的方式構(gòu)成多相分布式繞 組，安放在初級磁軛22的表面。初級磁軛22為導(dǎo)磁材料，為永久磁場的一 部分，第一檔塊23與第二檔塊24形成一如圖所示的矩形的繞組容納區(qū)域， 以容納繞組21并限制繞組21受電磁力作用時(shí)的移動(dòng)。在本實(shí)施例中，兩個(gè) 第一檔塊23與前述相對移動(dòng)的方向垂直，兩個(gè)第二檔塊24與前述相對移動(dòng) 的方向平行。本實(shí)施例中，繞組21、初級磁軛22、第一檔塊23及第二檔塊24由灌 封膠固定在一起，本實(shí)施例中是由導(dǎo)熱膠封裝成一體。不同數(shù)量的空心線圈 25所構(gòu)成的繞組21，與初級磁軛22、第一檔塊23及第二檔塊24構(gòu)成不同 推力的動(dòng)子模塊。空心線圈25預(yù)制成兩端折彎，互相嵌套形成分布式的繞 組21，以充分利用繞組的迭裝空間。
圖3為上述初級電樞部件20另一種實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖所示， 初級電樞部件20中的繞組27，為采用扁平的空心線圈(也即兩端不折彎) 通過串聯(lián)或并聯(lián)的方式構(gòu)成的多相集中式繞組，安放在初級磁軛22的表面。 線圈26緊密排列，構(gòu)成繞組27后采用導(dǎo)熱膠與初級磁軛22、兩個(gè)第一擋塊 23和兩個(gè)第二檔塊24封裝成初級電樞部件20。
圖2和圖3中，初級磁軛22沿相對移動(dòng)方向的長度，也即兩塊第一檔 塊23之間的距離L，在應(yīng)用時(shí)需要調(diào)整，以使初級電樞部件20兩端部對初 級電樞部件20產(chǎn)生的推力相互抵消。
圖4為上述次級永磁勵(lì)磁部件30的組成示意圖。如圖4所示，該次級 永磁勵(lì)磁部件30包含次級磁軛31和若干塊條形永久磁鐵32組合在一構(gòu)成 的永磁體陣列，該若干塊條形的永久磁鐵32以極性相互交替的方式順序排 列，組合在一起構(gòu)成該永磁體陣列，如圖所示。極性相互交替的若干條形的 永久磁鐵32，粘接在次級磁軛31上，與次級磁軛32形成一個(gè)整體，即為次 級永磁勵(lì)磁部件30。兩塊極性相反的永久磁鐵構(gòu)成一勵(lì)磁模塊，若干勵(lì)磁模 塊組合而成的永磁體陣列，通過次級磁軛31的固定，形成前述相對移動(dòng)所 需的行程。
圖5為本發(fā)明直線型平板電機(jī)，通過調(diào)整如圖2和圖3所示的初級磁軛 22沿相對移動(dòng)方向的長度L后的推力分布示意圖，橫坐標(biāo)為移動(dòng)的距離即行 程，縱坐標(biāo)為推力的相對值。由圖可見，推力波動(dòng)被完全抑制，具有與空心 繞組直線電機(jī)一致的推力特性。
圖6為本發(fā)明直線型平板電機(jī)與齒槽電機(jī)吸力特性的對比示意圖，橫坐 標(biāo)為移動(dòng)的距離即行程，縱坐標(biāo)為吸力的相對值。由圖看見，本發(fā)明直線型 平板電機(jī)的吸力顯著降低，僅為齒槽電機(jī)的8.5%。
本發(fā)明中的平板型直線電機(jī)，初級電樞部件采用無齒槽光滑電樞，取消齒槽結(jié)構(gòu)，避免由于齒、槽引發(fā)的齒槽效應(yīng)。通過調(diào)整初級磁軛的長度來消 除齒槽定位力。繞組與初級磁軛、檔板等用導(dǎo)熱材料封裝，將繞組的發(fā)熱傳 遞到導(dǎo)熱性能優(yōu)良的電機(jī)殼體。次級永磁勵(lì)磁部件采用直磁永磁陣列，粘接 在次級磁軛上。本發(fā)明兼?zhèn)淞髓F芯齒槽直線電機(jī)和空心繞組直線電機(jī)的優(yōu) 點(diǎn)，既有平滑的推力和適中的電磁吸力，又有良好的散熱性能，同時(shí)避免了 斜槽或斜磁對有效推力的削弱。
雖然本發(fā)明所揭露的實(shí)施方式如上，但所述的內(nèi)容只是為了便于理解本 發(fā)明而采用的實(shí)施方式，并非用以限定本發(fā)明。任何本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域內(nèi) 的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明所揭露的精神和范圍的前提下，可以在實(shí)施的 形式上及細(xì)節(jié)上作任何的修改與變化，但本發(fā)明的專利保護(hù)范圍，仍須以所 附的權(quán)利要求書所界定的范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1、一種平板型直線電機(jī)，其特征在于，包括初級電樞部件；接入一多相對稱電流；次級永磁勵(lì)磁部件，與所述初級電樞部件磁耦合；在所述多相對稱電流作用下，所述初級電樞部件形成一與所述次級永磁勵(lì)磁部件的永久磁場交鏈的行波磁場，產(chǎn)生一推力，所述初級電樞部件與所述次級永磁勵(lì)磁部件形成直線相對移動(dòng)。
2、 如權(quán)利要求l所述的電機(jī)，其特征在于，所述初級電樞部件包括 初級磁軛，為導(dǎo)磁材料，所述永久磁場的一部分；繞組，由空心線圈構(gòu)成，位于所述初級磁軛的表面；檔塊，用于容納所述繞組，并限制所述繞組受電磁力作用時(shí)的移動(dòng)。
3、 如權(quán)利要求2所述的電機(jī)，其特征在于，所述繞組、初級磁軛及檔 塊，由導(dǎo)熱膠封裝為一體。
4、 如權(quán)利要求2所述的電機(jī)，其特征在于，所述空心線圈通過串聯(lián)或 并聯(lián)的方式，構(gòu)成多相分布式繞組或多相集中式繞組。
5、 如權(quán)利要求4所述的電機(jī)，其特征在于，所述空心線圈預(yù)制成兩端 折彎，互相嵌套構(gòu)成所述多相分布式繞組。
6、 如權(quán)利要求4所述的電機(jī)，其特征在于，所述空心線圈為扁平的空 心線圈，構(gòu)成所述多相集中式繞組。
7、 如權(quán)利要求2所述的電機(jī)，其1f征在于，通過調(diào)整所述初級磁軛沿 所述相對運(yùn)動(dòng)方向的長度，來抑制推力波動(dòng)。
8、 如權(quán)利要求1所述的電機(jī)，其特征在于，所述次級永磁勵(lì)磁部件確 定該直線相對移動(dòng)的運(yùn)動(dòng)方向和行程范圍。
9、 如權(quán)利要求8所述的電機(jī)，其特征在于，所述次級永磁勵(lì)磁部件包括永磁體陣列，由若干勵(lì)磁模塊構(gòu)成， 一個(gè)所述勵(lì)磁模塊包括極性相反的 兩塊條形永久磁鐵；次級磁軛，用于固定所述永磁體陣列。
10、如權(quán)利要求9所述的電機(jī)，其特征在于，所述永磁體陣列確定所述 直線相對移動(dòng)的行程范圍。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種平板型直線電機(jī)，屬于一種伺服電機(jī)。該直線電機(jī)包括初級電樞部件；接入一多相對稱電流；次級永磁勵(lì)磁部件，與所述初級電樞部件磁耦合；在所述多相對稱電流作用下，所述初級電樞部件形成一與所述次級永磁勵(lì)磁部件的永久磁場交鏈的行波磁場，產(chǎn)生一推力，所述初級電樞部件與所述次級永磁勵(lì)磁部件形成直線相對移動(dòng)。本發(fā)明直線型平板電機(jī)具有良好的散熱性能，而且還有平滑的推力和適中的電磁吸力，同時(shí)避免了斜槽或斜磁對有效推力的削弱。
文檔編號H02K41/02GK101527494SQ20091013572
公開日2009年9月9日 申請日期2009年4月27日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月27日
發(fā)明者虹 吳, 周爾清, 姚萬軍 申請人:青島同日電機(jī)有限公司