一種新型聚磁式橫向磁通永磁直線電的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種新型聚磁式橫向磁通永磁直線電機(jī)，包括定子和動(dòng)子，動(dòng)子為矩形，動(dòng)子由兩個(gè)凸級(jí)鐵芯和一個(gè)連接板構(gòu)成，兩個(gè)凸級(jí)鐵芯分別固定于連接板的兩端，兩個(gè)凸級(jí)鐵芯上均設(shè)置有凹槽，兩個(gè)凸級(jí)鐵芯的凹槽內(nèi)均設(shè)置有永磁鐵和繞組，定子內(nèi)部均勻設(shè)置有多個(gè)間距相等的條形空氣槽，動(dòng)子的兩端的凸級(jí)鐵芯分別置于兩個(gè)定子內(nèi)。本發(fā)明初級(jí)、次級(jí)都為凸極結(jié)構(gòu)，相與相之間獨(dú)立性好，集高力密度和容錯(cuò)性于一體的新型直線電機(jī)；定子空間利用率高；容錯(cuò)能力強(qiáng)，運(yùn)行可靠性高；定位力、推力波動(dòng)小，控制特性靈活；永磁體置于初級(jí)動(dòng)子鐵心里，易于控制溫度，且永磁體用量少，可用于對(duì)系統(tǒng)的可靠運(yùn)行有較高要求的領(lǐng)域。
【專利說明】一種新型聚磁式橫向磁通永磁直線電機(jī)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種電機(jī)，尤其涉及一種新型聚磁式橫向磁通永磁直線電機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]針對(duì)國民經(jīng)濟(jì)和航空、航天等國防領(lǐng)域?qū)Ω吡γ芏?、高可靠性和?qiáng)容錯(cuò)性直線電機(jī)的需求，本發(fā)明提出一種新型聚磁式橫向磁通永磁直線電機(jī)。該電機(jī)具有力密度高、容錯(cuò)運(yùn)行能力強(qiáng)的特點(diǎn)。
[0003]直線運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)在國民經(jīng)濟(jì)和航空、航天等國防領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用和需求，如交通運(yùn)輸系統(tǒng)、電力作動(dòng)系統(tǒng)、電磁彈射系統(tǒng)等。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人們對(duì)直線運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)提出了越來越高的要求，不僅要求高力密度、控制特性好，同時(shí)還必須具備很強(qiáng)的安全可靠性和容錯(cuò)性，如飛機(jī)剎車、舵面控制、飛機(jī)燃料傳輸以及油泵等航空、航天領(lǐng)域的關(guān)鍵部位。橫向磁通永磁直線電機(jī)由于其在磁路結(jié)構(gòu)上較傳統(tǒng)電機(jī)不同，電樞繞組與定子齒槽在空間上互相垂直，實(shí)現(xiàn)了電負(fù)荷與磁負(fù)荷的解耦，可以在一定范圍內(nèi)通過提高磁能變化率來提高出力。但是現(xiàn)有的橫向磁通永磁直線電機(jī)由于其結(jié)構(gòu)的特殊性，推力提高的同時(shí)，定位力、推力波動(dòng)也較大，且在相同體積下產(chǎn)生相同的推力條件下所用永磁體數(shù)量也較龐大，成本聞。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的就在于為了解決上述問題而提供一種新型聚磁式橫向磁通永磁直線電機(jī)。
[0005]本發(fā)明通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)上述目的:
[0006]本發(fā)明包括定子和動(dòng)子，所述動(dòng)子為矩形，所述動(dòng)子由兩個(gè)凸級(jí)鐵芯和一個(gè)連接板構(gòu)成，兩個(gè)所述凸級(jí)鐵芯分別固定于所述連接板的兩端，兩個(gè)所述凸級(jí)鐵芯上均設(shè)置有凹槽，兩個(gè)所述凸級(jí)鐵芯的凹槽內(nèi)均設(shè)置有永磁鐵和繞組，所述動(dòng)子兩端的所述繞組繞向相相同，所述定子為兩個(gè)C型定子，所述定子內(nèi)部均勻設(shè)置有多個(gè)間距相等的條形空氣槽，兩個(gè)所述定子以鏡像方向分別設(shè)置于所述動(dòng)子的兩端，所述動(dòng)子的兩端的凸級(jí)鐵芯分別置于兩個(gè)所述定子內(nèi)。
[0007]具體地，所述動(dòng)子為多個(gè)，多個(gè)所述動(dòng)子的兩端均置于兩個(gè)所述定子內(nèi)，多個(gè)所述動(dòng)子與兩個(gè)所述定子組成多相電機(jī)；兩個(gè)所述定子均為導(dǎo)磁材料；所述繞組的高度小于等于所述凸級(jí)鐵芯的厚度；所述繞組的長度和寬度分別小于等于所述凸級(jí)鐵芯的長度和寬度。
[0008]作為一種改進(jìn)，一個(gè)所述動(dòng)子與兩個(gè)所述定子組成單相電機(jī)。
[0009]本發(fā)明的有益效果在于:
[0010]本發(fā)明是一種新型聚磁式橫向磁通永磁直線電機(jī)，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):1、動(dòng)子、定子都為凸極結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡單，相與相之間獨(dú)立性好，集高力密度和容錯(cuò)性于一體的新型直線電機(jī)；2、定子空間利用率高；3、容錯(cuò)能力強(qiáng)，運(yùn)行可靠性高；4、定位力、推力波動(dòng)小，控制特性靈活；5、永磁體置于初級(jí)動(dòng)子鐵心里，易于控制溫度，且永磁體用量少，成本低，易于加工，可用于對(duì)系統(tǒng)的可靠運(yùn)行有較高要求的領(lǐng)域，特別是對(duì)系統(tǒng)體積及連續(xù)運(yùn)行有嚴(yán)格要求的航空航天、軍事裝備等應(yīng)用場合。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1是本發(fā)明三個(gè)動(dòng)子與定子的安裝結(jié)構(gòu)示意圖；
[0012]圖2是本發(fā)明動(dòng)子的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013]圖3是本發(fā)明定子的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖中:1-動(dòng)子、2-定子、3-永磁鐵、4-繞組、5-凸級(jí)鐵芯、6-連接板。
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明:
[0016]如圖1至圖3所示:本發(fā)明包括定子2和動(dòng)子1，動(dòng)子I為矩形，動(dòng)子I由兩個(gè)凸級(jí)鐵芯5和一個(gè)連接板6構(gòu)成，兩個(gè)凸級(jí)鐵芯5分別固定于連接板6的兩端，兩個(gè)凸級(jí)鐵芯5上均設(shè)置有凹槽，兩個(gè)凸級(jí)鐵芯5的凹槽內(nèi)均設(shè)置有永磁鐵3和繞組4，動(dòng)子I兩端的繞組4繞向相同，定子2為兩個(gè)C型定子，定子2內(nèi)部均勻設(shè)置有多個(gè)間距相等的條形空氣槽，兩個(gè)定子2以鏡像方向分別設(shè)置于動(dòng)子I的兩端，動(dòng)子I的兩端的凸級(jí)鐵芯5分別置于兩個(gè)定子2內(nèi)。凸級(jí)鐵心5與定子2的三面墻之間的條形空氣槽分別形成三個(gè)氣隙，永磁鐵3和繞組4產(chǎn)生的磁力線通過此氣隙形成回路。
[0017]如圖1至圖3所示:動(dòng)子I為多個(gè)，多個(gè)動(dòng)子I的兩端均置于兩個(gè)定子2內(nèi)，多個(gè)動(dòng)子I與兩個(gè)定子2組成多相電機(jī)；兩個(gè)定子2均為導(dǎo)磁材料；繞組4的高度小于等于凸級(jí)鐵芯5的厚度；繞組4的長度和寬度分別小于等于凸級(jí)鐵芯5的長度和寬度。連接板6材料是導(dǎo)磁材料或非導(dǎo)磁材料中的一種。
[0018]作為一種改進(jìn)，一個(gè)動(dòng)子I與兩個(gè)定子2組成單相電機(jī)。兩個(gè)凸級(jí)鐵芯5通過連接板6焊接而成，同時(shí)繞制在凸級(jí)鐵芯5上的繞組4通過串聯(lián)構(gòu)成電機(jī)的一相。
[0019]如圖1至圖3所示:當(dāng)動(dòng)子I的繞組4通以一定大小的電流時(shí)，可以將定子2的兩個(gè)齒部等效地看成是兩個(gè)極性相反的磁極，根據(jù)同性相斥、異性相吸的原理，這兩個(gè)齒部的磁場和動(dòng)子I中的永磁鐵3所產(chǎn)生的磁場會(huì)有相互作用，使得動(dòng)子I沿運(yùn)動(dòng)方向運(yùn)動(dòng)。每當(dāng)動(dòng)子I移過一個(gè)極的距離后，只要相應(yīng)地改變繞組4中的電流方向，動(dòng)子I就可以連續(xù)地向同一個(gè)方向運(yùn)動(dòng)。
[0020]本發(fā)明電機(jī)屬于雙邊結(jié)構(gòu)，每相分別有六個(gè)面，四支獨(dú)立的磁回路，可根據(jù)需要產(chǎn)生相應(yīng)的推力，相間解耦，具有強(qiáng)的容錯(cuò)能力，三相結(jié)構(gòu)對(duì)稱，降低了法向吸力，且定位力較小。永磁體沿軸向方向充磁，具有聚磁效應(yīng)，且相鄰的永磁體極性相反。不同于傳統(tǒng)直線電機(jī)電流方向同運(yùn)動(dòng)方向垂直、主磁路中的閉合磁力線所在平面與電機(jī)運(yùn)動(dòng)平面平行，橫向磁通直線電機(jī)的電流方向與運(yùn)動(dòng)方向平行，主磁路的磁力線所在的平面垂直于電機(jī)運(yùn)動(dòng)平面。
【權(quán)利要求】
1.一種新型聚磁式橫向磁通永磁直線電機(jī)，包括定子和動(dòng)子，其特征在于:所述動(dòng)子為矩形，所述動(dòng)子由兩個(gè)凸級(jí)鐵芯和一個(gè)連接板構(gòu)成，兩個(gè)所述凸級(jí)鐵芯分別固定于所述連接板的兩端，兩個(gè)所述凸級(jí)鐵芯上均設(shè)置有凹槽，兩個(gè)所述凸級(jí)鐵芯的凹槽內(nèi)均設(shè)置有永磁鐵和繞組，所述動(dòng)子兩端的所述繞組繞向相同，所述定子為兩個(gè)C型定子，所述定子內(nèi)部均勻設(shè)置有多個(gè)間距相等的條形空氣槽，兩個(gè)所述定子以鏡像方向分別設(shè)置于所述動(dòng)子的兩端，所述動(dòng)子的兩端的凸級(jí)鐵芯分別置于兩個(gè)所述定子內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型聚磁式橫向磁通永磁直線電機(jī)，其特征在于:所述動(dòng)子為多個(gè)，多個(gè)所述動(dòng)子的兩端均置于兩個(gè)所述定子內(nèi)，多個(gè)所述動(dòng)子與兩個(gè)所述定子組成多相電機(jī)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型聚磁式橫向磁通永磁直線電機(jī)，其特征在于:一個(gè)所述動(dòng)子與兩個(gè)所述定子組成單相電機(jī)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型聚磁式橫向磁通永磁直線電機(jī)，其特征在于:兩個(gè)所述定子均為導(dǎo)磁材料。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型聚磁式橫向磁通永磁直線電機(jī)，其特征在于:所述繞組的高度小于等于所述凸級(jí)鐵芯的厚度。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型聚磁式橫向磁通永磁直線電機(jī)，其特征在于:所述繞組的長度和寬度分別小于等于所述凸級(jí)鐵芯的長度和寬度。
【文檔編號(hào)】H02K16/00GK103795204SQ201410030967
【公開日】2014年5月14日 申請(qǐng)日期:2014年1月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月23日
【發(fā)明者】趙玫, 吳順杰, 王福才, 楊洪勇, 韓輔君, 盧翔翔, 王孟瑞 申請(qǐng)人:魯東大學(xué)