專利名稱：圓筒式永磁直線電機(jī)結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及電機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種細(xì)長型圓筒直線運(yùn)動(dòng)電機(jī)。
背景技術(shù)：
直線電機(jī)也稱線性電機(jī)、線性馬達(dá)等，在實(shí)際工業(yè)應(yīng)用中應(yīng)用日益廣泛。理論上，每一種旋轉(zhuǎn)電機(jī)都可以對應(yīng)至少一種直線電機(jī)，并且都可分為短定子和長定子直線電機(jī)，但由于技術(shù)和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的限制，最常用的是直線感應(yīng)電機(jī)和直線同步(包括永磁)電機(jī)。近年來，由于電力電子技術(shù)和材料技術(shù)的進(jìn)步，其他特種直線電機(jī)也相繼問世，永磁式直線電機(jī)就是其中的一種。這種電機(jī)其轉(zhuǎn)子不再用電激磁，而是采用永磁磁極。永磁式直線電機(jī)的最大優(yōu)點(diǎn)是單邊激磁而且磁密較高，所以體積小，效率高。但是，由于永磁不像電磁那樣容易調(diào)節(jié)磁通，所以永磁直線電機(jī)弱磁控制性能較差。永磁式直線電機(jī)通常分為有槽式和圓筒式，有槽式直線電機(jī)需專用控制器，控制方式復(fù)雜。圓筒形直線電機(jī)由于結(jié)構(gòu)簡單、繞組利用率高、無需控制器等特點(diǎn)被廣泛使用。然而，圓筒式永磁直線電機(jī)都為一對極，磁軛較厚、漏磁嚴(yán)重，單位體積出力小，因此，現(xiàn)有的圓筒式永磁直線電機(jī)還是不理想。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于，提供一種新型的圓筒式永磁直線電機(jī)結(jié)構(gòu)，這種電機(jī)采用至少兩對磁極，可以減少漏磁，提高電機(jī)出力，減小磁軛厚度。本實(shí)用新型的技術(shù)方案為實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的目的，本實(shí)用新型的一種圓筒式永磁直線電機(jī)結(jié)構(gòu)，由前端蓋、磁鋼、軸、線圈、線圈骨架、磁軛、后端蓋組成，所述磁鋼在電機(jī)前端和后端之間呈線性間隔布置，每相鄰的兩塊磁鋼并排組成一對磁極，其中，所述磁極有至少兩對。由于磁極有兩對以上，而每相鄰的兩塊磁鋼并排組成一對磁極，則磁鋼的數(shù)量應(yīng)為三塊以上。另外，位于電機(jī)前端和后端的兩塊磁鋼的長度為位于中間的磁鋼的長度的一半。這樣是為了使相鄰的磁鋼之間的磁力分布更加均衡。相比現(xiàn)有的圓筒式永磁直線電機(jī)結(jié)構(gòu)中的一對磁極的設(shè)計(jì)，本實(shí)用新型采用兩對以上磁極的多極式直線電機(jī)結(jié)構(gòu)，將一個(gè)磁路回路轉(zhuǎn)化為多個(gè)回路，可以減少漏磁，在同樣體積下提高電機(jī)出力，在同樣體積下可提高電機(jī)出力15%左右。有效地減小了磁軛厚度、在同樣磁軛下可降低磁軛的磁密有效地減少了漏磁，提高氣隙磁密增加電機(jī)出力，在同樣體積下還能降低電機(jī)重量。
圖1是兩對磁極的圓筒式永磁直線電機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是單對磁極的電機(jī)磁力線分布圖；圖3是兩對磁極的電機(jī)磁力線分布圖；圖4是三對磁極的電機(jī)磁力線分布圖。附圖標(biāo)記說明1-前端蓋，2-磁鋼，3-軸，4-線圈，5-線圈骨架，6-磁軛，7-后端
至JHL ο具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。本實(shí)用新型的圓筒式永磁直線電機(jī)是根據(jù)這樣一個(gè)原理，將普通圓筒形直線電機(jī)的單個(gè)磁路回路轉(zhuǎn)化為多個(gè)磁路回路，降低了磁軛中磁密分布，減少了漏磁，減小了磁軛厚度，從而在有限體積內(nèi)可增加繞組槽面積，可以增加匝數(shù)，減小電阻，達(dá)到增加出力的效果。該圓筒式永磁直線電機(jī)結(jié)構(gòu)如圖1所示，主要由前端蓋1、磁鋼2、軸3、線圈4、線圈骨架5、磁軛6、后端蓋7組成，所述磁鋼2在電機(jī)前端和后端之間呈線性間隔布置，每相鄰的兩塊磁鋼2并排組成一對磁極?？磮D1，圖1展示的是由三塊磁鋼2組成兩對磁極的情況，磁鋼2沿軸向分為N極(長度為L)、S極(長度為2L)、N極(長度為L)，磁力線由N極出發(fā)S極回去形成閉合回路，將一對磁極磁路劃分為多個(gè)磁路，兩對磁極情況下的磁力線分布如圖3所示。當(dāng)磁鋼2隨軸移動(dòng)時(shí)，磁力線沿磁軛6也會(huì)隨之移動(dòng)，只要保證對應(yīng)磁極下電流方向一致就可輸出連續(xù)推力，根據(jù)左手定則可以產(chǎn)生規(guī)定方向的推力，推力F計(jì)算如下式F = NB6I π D上式中Ν—每極下的線圈匝數(shù)；B5—?dú)庀洞琶埽籌—線圈電流；D—每匝線圈平均直徑；看圖2、圖3和圖4，其中圖2是現(xiàn)有技術(shù)的單對磁極的電機(jī)磁力線分布圖，圖3和圖4分別是本實(shí)用新型改進(jìn)型的兩對和三對磁極情況下的磁力線分布圖。由三個(gè)圖的對比可見，一對磁極下所有磁通都經(jīng)過磁軛6同一位置，漏磁較大，對磁軛6厚度要求較高。而采用多極式結(jié)構(gòu)后，磁通分為多個(gè)回路，降低了對磁6軛厚度的要求，漏磁也相對減小，在同樣體積下多極式結(jié)構(gòu)能夠有效提高電機(jī)出力。本實(shí)用新型并不限于兩對磁極或三對磁極的情況，還可以根據(jù)實(shí)際需要設(shè)置更多的磁極，其原理和設(shè)計(jì)方法與兩對磁極和三對磁極的情況類似，但需注意的是，位于電機(jī)前端和后端的兩塊磁鋼2的長度為位于中間的磁鋼2的長度的一半。當(dāng)然，以上只是本實(shí)用新型的具體應(yīng)用范例，本實(shí)用新型還有其他的實(shí)施方式，凡采用等同替換或等效變換形成的技術(shù)方案，均落在本實(shí)用新型所要求的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種圓筒式永磁直線電機(jī)結(jié)構(gòu)，由前端蓋(I)、磁鋼(2)、軸(3)、線圈(4)、線圈骨架 (5)、磁軛(6)、后端蓋(7)組成，所述磁鋼(2)在電機(jī)前端和后端之間呈線性間隔布置，每相鄰的兩塊磁鋼(2)并排組成一對磁極，其特征在于所述磁極有至少兩對。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圓筒式永磁直線電機(jī)結(jié)構(gòu)，其特征在于位于電機(jī)前端和后端的兩塊磁鋼的長度為位于中間的磁鋼的長度的一半。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種圓筒式永磁直線電機(jī)結(jié)構(gòu)，圓筒式永磁直線電機(jī)結(jié)構(gòu)，由前端蓋(1)、磁鋼(2)、軸(3)、線圈(4)、線圈骨架(5)、磁軛(6)、后端蓋(7)組成，所述磁鋼(2)在電機(jī)前端和后端之間呈線性間隔布置，每相鄰的兩塊磁鋼(2)并排組成一對磁極，其特征在于所述磁極有至少兩對。本實(shí)用新型采用兩對以上磁極的多極式直線電機(jī)結(jié)構(gòu)，將一個(gè)磁路回路轉(zhuǎn)化為多個(gè)回路，可以減少漏磁，在同樣體積下提高電機(jī)出力，在同樣體積下可提高電機(jī)出力15%左右。有效地減小了磁軛厚度、在同樣磁軛下可降低磁軛的磁密有效地減少了漏磁，提高氣隙磁密增加電機(jī)出力，在同樣體積下還能降低電機(jī)重量。
文檔編號H02K41/03GK202840905SQ201220547138
公開日2013年3月27日 申請日期2012年10月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月24日
發(fā)明者楊榮江, 劉勇, 吳玉梅 申請人:貴州航天林泉電機(jī)有限公司