一種圓筒型動(dòng)鐵式永磁直線發(fā)電機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種發(fā)電機(jī)，屬于電機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種圓筒型動(dòng)鐵式永磁直線發(fā)電機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]圓筒型直線發(fā)電機(jī)是直接將直線運(yùn)動(dòng)的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能的發(fā)電機(jī)，省去中間多余的機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，可靠性高，因此可以廣泛應(yīng)用于直線運(yùn)動(dòng)發(fā)電領(lǐng)域。
[0003]現(xiàn)有的圓筒形直線發(fā)電機(jī)定子鐵芯采用矽鋼片周向疊壓、軟鐵材料加工或粉末軟磁復(fù)合材料壓制等方式制成，電樞繞組制成餅狀，嵌入定子鐵芯槽中。
[0004]上述圓筒形直線發(fā)電機(jī)存在著如下不足:
1.制造工藝復(fù)雜，成本高。
[0005]2.由于齒槽效應(yīng)存在，電機(jī)推力波動(dòng)大。
[0006]3.動(dòng)子采用動(dòng)磁式或動(dòng)鐵式磁路結(jié)構(gòu)。動(dòng)磁式磁路結(jié)構(gòu)復(fù)雜，質(zhì)量重；動(dòng)鐵式磁路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，質(zhì)量比動(dòng)磁式稍輕，但仍較重，且周向定位力小。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，而提供一種圓筒型動(dòng)鐵式永磁直線發(fā)電機(jī)，該圓筒型動(dòng)鐵式永磁直線發(fā)電機(jī)制作工藝簡(jiǎn)單，推力波動(dòng)小，周向定位力大。
[0008]另外，本申請(qǐng)還提供一種圓筒型動(dòng)鐵式永磁直線發(fā)電機(jī)，該圓筒型動(dòng)鐵式永磁直線發(fā)電機(jī)在不導(dǎo)致功率降低的前提下，能夠?qū)崿F(xiàn)動(dòng)子的進(jìn)一步輕量化。
[0009]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:
一種圓筒型動(dòng)鐵式永磁直線發(fā)電機(jī)，包括永磁定子和動(dòng)子。
[0010]所述永磁定子包括多齒鐵芯、電樞繞組和永磁體，多齒鐵芯呈圓環(huán)狀，多齒鐵芯的內(nèi)圓面沿圓周均布有偶數(shù)個(gè)齒靴一；電樞繞組纏繞在齒靴一的齒根上，永磁體固定在齒靴一的齒頂上。
所述動(dòng)子的外圓面沿圓周方向均布有若干個(gè)凹槽，動(dòng)子的內(nèi)圓面沿圓周方向均布有與凹槽數(shù)量相等的凸臺(tái)；每個(gè)凸臺(tái)和每個(gè)凹槽均沿動(dòng)子的徑向中心線對(duì)稱布置，凸臺(tái)與凹槽一一對(duì)應(yīng)，且凸臺(tái)與凹槽兩者的徑向中心線相重合。
[0011]永磁定子套裝在動(dòng)子的外周，動(dòng)子的軸向長(zhǎng)度小于整個(gè)永磁定子的軸向長(zhǎng)度，動(dòng)子能在永磁定子的軸向長(zhǎng)度范圍內(nèi)做往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
[0012]位于相鄰兩個(gè)所述凸臺(tái)之間的動(dòng)子內(nèi)圓面上各設(shè)置有一個(gè)呈“喇叭口”形狀的異型孔，且每個(gè)異型孔均能形成稀疏磁鏈部位。
[0013]所述多齒鐵芯中齒靴一的齒頂上設(shè)置有用于將永磁體限位的限位裝置。
[0014]所述凸臺(tái)和凹槽的數(shù)量均與齒靴一的數(shù)量相等。
[0015]所述永磁定子包括至少兩個(gè)同軸設(shè)置的多齒鐵芯和至少一個(gè)隔磁橋，隔磁橋?yàn)榉菍?dǎo)磁材料，設(shè)置在相鄰兩個(gè)多齒鐵芯之間。
[0016]所述隔磁橋也呈圓環(huán)狀，在隔磁橋的內(nèi)圓面沿圓周方向均布有與齒靴一數(shù)量相等的齒靴二；電樞繞組纏繞在齒靴一和齒靴二的齒根上。
[0017]所述齒靴二的內(nèi)徑小于齒靴一的內(nèi)徑，但大于永磁體的內(nèi)徑。
[0018]每個(gè)所述永磁體的軸向長(zhǎng)度均等于單個(gè)多齒鐵芯的軸向長(zhǎng)度，沿軸向永磁體成對(duì)布置，沿周向相鄰兩個(gè)永磁體的磁化方向均相反。
[0019]所述動(dòng)子的軸向長(zhǎng)度大于單個(gè)多齒鐵芯軸向長(zhǎng)度與隔磁橋軸向長(zhǎng)度之和。
[0020]每個(gè)所述凸臺(tái)和每個(gè)凹槽均呈弧形。
[0021]本發(fā)明采用上述結(jié)構(gòu)后，具有如下有益效果:
1.永磁定子采用通用旋轉(zhuǎn)電機(jī)制作工藝，工藝簡(jiǎn)單，制造成本低。永磁體位于永磁定子內(nèi)側(cè)，裝配簡(jiǎn)單、可靠、耐沖擊性強(qiáng)、易于散熱。因此，能夠廣泛用于往復(fù)短行程圓筒型永磁直線發(fā)電機(jī)領(lǐng)域中。
[0022]2.動(dòng)子外周凹槽的設(shè)置，能使動(dòng)子周向定位力大，能實(shí)現(xiàn)動(dòng)子的周向定位，提高直線發(fā)電機(jī)的振蕩頻率及響應(yīng)速度。
[0023]3.動(dòng)子的軸向長(zhǎng)度小于整個(gè)永磁定子的軸向長(zhǎng)度，故動(dòng)子與永磁體之間的軸向磁導(dǎo)變化不大，軸向定位力小，也即系統(tǒng)推力波動(dòng)小。
[0024]4.上述凸臺(tái)及異型孔的設(shè)置，在不導(dǎo)致功率降低的前提下，通過(guò)磁路優(yōu)化，使動(dòng)子能夠進(jìn)一步的輕量化。
【附圖說(shuō)明】
[0025]圖1顯示了本發(fā)明圓筒型動(dòng)鐵式永磁直線發(fā)電機(jī)正視圖。
[0026]圖2顯示了本發(fā)明圓筒型動(dòng)鐵式永磁直線發(fā)電機(jī)A-A剖視圖。
[0027]圖3顯示了本發(fā)明圓筒型動(dòng)鐵式永磁直線發(fā)電機(jī)的永磁定子立體示意圖。
[0028]圖4顯示了本發(fā)明圓筒型動(dòng)鐵式永磁直線發(fā)電機(jī)的多齒鐵芯正視圖。
[0029]圖5顯示了本發(fā)明圓筒型動(dòng)鐵式永磁直線發(fā)電機(jī)的永磁體沿徑向剖開(kāi)平面展開(kāi)分布示意圖。
[0030]圖6顯示了本發(fā)明圓筒型動(dòng)鐵式永磁直線發(fā)電機(jī)的隔磁橋正視圖。
[0031]圖7顯示了本發(fā)明圓筒型動(dòng)鐵式永磁直線發(fā)電機(jī)的動(dòng)子正視圖。
[0032]圖8顯示了本發(fā)明圓筒型動(dòng)鐵式永磁直線發(fā)電機(jī)的動(dòng)子立體示意圖。
[0033]圖9顯示了電樞繞組未通電時(shí)，本發(fā)明圓筒型動(dòng)鐵式永磁直線發(fā)電機(jī)的磁鏈?zhǔn)疽鈭D(動(dòng)子不包括凹槽及凸臺(tái))。
[0034]圖10顯示了電樞繞組未通電時(shí)，本發(fā)明圓筒型動(dòng)鐵式永磁直線發(fā)電機(jī)的磁鏈?zhǔn)疽鈭D(動(dòng)子僅包括凹槽)。
[0035]圖11顯示了電樞繞組未通電時(shí)，本發(fā)明圓筒型動(dòng)鐵式永磁直線發(fā)電機(jī)的磁鏈?zhǔn)疽鈭D(動(dòng)子包括凹槽及凸臺(tái))。
[0036]圖12顯示了高負(fù)荷相應(yīng)的電流流經(jīng)電樞繞組時(shí)，本發(fā)明圓筒型動(dòng)鐵式永磁直線發(fā)電機(jī)的磁鏈?zhǔn)疽鈭D(動(dòng)子包括凹槽及凸臺(tái))。
[0037]圖13顯不了在尚負(fù)荷時(shí)具有稀疏磁鏈部位L的磁鏈不意圖。
[0038]其中有: 100.永磁定子；
101.多齒鐵芯；102.電樞繞組；103.永磁體；104.隔磁橋；105.限位凸臺(tái)；106.齒靴一 ；107.齒靴二 ；108.齒根；109.齒頂；
200.動(dòng)子；
201.徑向中心線；202.凸臺(tái)；203.凹槽；204.異型孔。
[0039]另外，圖中，L表示為稀疏磁鏈部位；H表示為高密度磁鏈部位。
【具體實(shí)施方式】
[0040]下面結(jié)合附圖和具體較佳實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。
[0041]如圖1所不，一種圓筒型動(dòng)鐵式永磁直線發(fā)電機(jī)，包括永磁定子100和動(dòng)子200。
[0042]如圖1、圖2和圖3所示，永磁定子100包括多齒鐵芯101、電樞繞組102、永磁體103和隔磁橋104。
[0043]多齒鐵芯101的數(shù)量，可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行設(shè)定，優(yōu)選至少有兩個(gè)，進(jìn)一步優(yōu)選為兩個(gè)。多個(gè)多齒鐵芯101均同軸設(shè)置，隔磁橋104設(shè)置在相鄰兩個(gè)多齒鐵芯101之間。
[0044]每個(gè)多齒鐵芯101均優(yōu)選由矽鋼片沿軸向疊壓而成，每個(gè)多齒鐵芯101均呈圓環(huán)狀。
[0045]如圖4所示，所述多齒鐵芯101，多齒鐵芯101的內(nèi)圓面沿圓周均布有偶數(shù)個(gè)齒靴一 106，優(yōu)選為6個(gè)。
[0046]如圖6所示，隔磁橋104為非導(dǎo)磁材料，隔磁橋104也呈圓環(huán)狀，在隔磁橋104的內(nèi)圓面沿圓周方向均布有與齒靴一 106數(shù)量相等的齒靴二 107。
[0047]齒靴一 106和齒靴二 107均包括齒根108和齒頂109，齒頂109向著圓心方向。齒靴一 106和齒靴二 107的齒根108和齒頂109尺寸均相同。
[0048]當(dāng)多齒鐵芯101僅有一個(gè)時(shí)，直接將電樞繞組102纏繞在齒靴一 106的齒根108
上即可。
[0049]當(dāng)多齒鐵芯101為兩個(gè)以上時(shí)，電樞繞組102將纏繞在齒靴一 106和齒靴二 107的齒根108上，從而工藝簡(jiǎn)單。
[0050]永磁體103固定在齒靴一 106的齒頂109上。齒靴一 106的齒頂109上優(yōu)選設(shè)置有用于將永磁體103限位的限位裝置。
[0051]上述限位裝置優(yōu)選為如圖4所示的限位凸臺(tái)105，限位凸臺(tái)105高度優(yōu)選小于永磁體103的高度。在永磁體103裝配過(guò)程中，能起到周向定位作用，無(wú)需裝