基于同軸線圈、鐵芯的驅(qū)動子式直線電機(jī)的制作方法
【專利摘要】一種基于同軸線圈、鐵芯的驅(qū)動子式直線電機(jī)，一個長外磁筒WCT里面套一個配套長度的內(nèi)磁軸NCZ，用勵磁線圈LCX或永磁鐵YCT產(chǎn)生磁場，外磁筒與內(nèi)磁軸一端用鐵磁材料的連接鐵芯LJT連接成稱為主磁體的一整塊磁鐵，使得外磁筒與內(nèi)磁軸各為一磁極；另一端用非磁性材料做成的定位體DWT固定，確保外磁筒內(nèi)壁軸線和內(nèi)磁軸軸線同軸，使得外磁筒內(nèi)壁與內(nèi)磁軸外壁之間形成一個間隙筒，間隙筒中裝配驅(qū)動子QDZ，驅(qū)動線圈QDX、驅(qū)動鐵芯QDT與滑動子HDZ固定為一體，成為驅(qū)動子，驅(qū)動子通電后可以在間隙筒中穿梭。
【專利說明】
基于同軸線圈、鐵芯的驅(qū)動子式直線電機(jī)
技術(shù)領(lǐng)域
:
[0001]本發(fā)明是一種直線電機(jī)，屬于電機(jī)領(lǐng)域。本發(fā)明簡稱驅(qū)動子式電機(jī)。
【背景技術(shù)】
:
[0002]直線電機(jī)種類繁多，如:交流直線感應(yīng)電動機(jī)(LIM)，交流直線同步電動機(jī)(LSM)，直流直線電動機(jī)(LDM)，直線步進(jìn)電動機(jī)(LPM)，直線電磁螺線管電動機(jī)(LES)，直線振蕩電動機(jī)(LOM)，等，其中，交流直線感應(yīng)電動機(jī)在動力驅(qū)動中得到了很好的應(yīng)用，比如高鐵、航母的電磁彈射器等，但是，其技術(shù)復(fù)雜性很高，導(dǎo)致可靠性難以保證。
[0003]直線電磁螺線管電動機(jī)(LES)的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，直流無刷驅(qū)動；直線電磁螺線管電動機(jī)(LES)俗稱為音圈電機(jī),米用與喇ΠΛ中的音圈相同的工作原理，一個外圓筒磁極套一個內(nèi)圓軸磁極，內(nèi)外磁極間形成圓筒形空隙，環(huán)形音圈套在空隙中可以沿內(nèi)圓軸滑動。就目前而言，LES的缺點很明顯，主要是沒有解決長距離大功率驅(qū)動的問題。
[0004]發(fā)明目的:
[0005]本發(fā)明的目的是解決LES式電機(jī)無法長距離大功率驅(qū)動的問題。得到一種結(jié)構(gòu)簡單，直流無刷驅(qū)動，驅(qū)動力大、效率高、驅(qū)動力可調(diào)的電機(jī)。從實驗樣機(jī)看是成功的。
[0006]本發(fā)明基本原理:一種基于同軸線圈、鐵芯的驅(qū)動子式直線電機(jī)，為了敘述簡便，先給出以下定義和約定:
[0007]?本文中說到的圓形、梯形、多邊形、橢圓形，都是指軸或筒的截面形狀。
[0008]?內(nèi)磁軸(NCZ):是用鐵磁性材料做成的圓形長軸NCZ，它可以是空心軸或?qū)嵭妮S，也可以是一根高抗彎強(qiáng)度非磁性材料的空心或?qū)嵭妮S(內(nèi)磁軸骨架筒NCZ2)外面套許多環(huán)形永磁鐵(YCT1)，NCZ^YCT1合并成NCZ。
[0009]?外磁筒:是用鐵磁性材料做成的長筒WCT，也可以是一根非磁性材料的空心管(外磁筒骨架筒WCT2)里面嵌套許多環(huán)形永磁鐵(YCT2)，WCT2+YCT2合并成WCT ;也可以是許多環(huán)形永磁鐵用螺絲連接成外磁筒。其基本型為長圓筒，即，其基本型的截面為圓環(huán)形，夕卜磁筒也可以是復(fù)合型(復(fù)合型解釋見下面)，定義外磁筒中所包含的基本型磁筒的軸線為外磁筒的軸線，理想化外磁筒軸線定義為驅(qū)動式電機(jī)的軸線，與內(nèi)磁軸軸線同軸，由于驅(qū)動子通過延伸體(延伸體見后面的解釋)穿過外磁筒拖動被加速體加速，所以需要在外磁筒上開槽或連接鐵芯上開孔，統(tǒng)一約定，外磁筒、外磁筒骨架筒、外磁筒環(huán)形永磁鐵都帶有驅(qū)動槽缺口，以下不再說明。
[0010]?配套長度:外磁筒與內(nèi)磁軸很長，如果它們之間的長度差與長度之比很小，則稱
[0011]?兩者的長度為配套長度，類似于長度基本上相等，外磁筒與內(nèi)磁軸為配套長度。
[0012]?圓中心線和軸線:一根彎曲圓柱,其各處圓截面中心的連線稱為圓中心線，當(dāng)彎曲圓柱曲率為無窮大時就成了直圓柱，圓中心線就稱為軸線，為了敘述簡潔，本文定義曲率半徑大于驅(qū)動子長度20倍時，稱該曲線稱為直線，所以，軸線引申到包括緩慢的彎曲的中心線，比如跳躍式起飛甲板安裝彈射器時，其內(nèi)磁軸和外磁筒有一點緩慢的彎曲，本文也稱其中心線為軸線。
[0013]?主磁體:用勵磁線圈LCX或永磁鐵YCT產(chǎn)生磁場，外磁筒和內(nèi)磁軸的一端用鐵磁性材料的連接鐵芯LJT連接，另一端用非磁性材料定位體DWT固定，使外磁筒與內(nèi)磁軸保持平行，形成內(nèi)外一對磁極。
[0014].間隙筒:外磁筒內(nèi)壁與內(nèi)磁軸外壁之間形成一個大間隙的間隙筒，大間隙指該間隙筒的徑向間隙與外磁筒壁厚或內(nèi)磁軸半徑為同一個數(shù)量級。
[0015]?零間隙:指兩鄰面緊密接觸，其間隙視為零。
[0016]?微間隙:指兩鄰面不接觸而無摩擦但間隙很小，其間隙遠(yuǎn)小于間隙筒的大間隙。
[0017]?驅(qū)動子:由驅(qū)動線圈、驅(qū)動鐵芯和滑動子固定為一體構(gòu)成，附圖中驅(qū)動方向朝左。
[0018]?驅(qū)動線圈:是一個繞在非磁性材料薄壁筒上的線圈。將所述薄壁筒和線圈粘接固定，視為一個整體，合稱為驅(qū)動線圈，驅(qū)動線圈呈微間隙地套在內(nèi)磁軸外面，在分析電磁力時，默認(rèn)驅(qū)動線圈通以直流電。
[0019]?驅(qū)動鐵芯:在驅(qū)動線圈的外層零間隙地套一個鐵磁性材料套筒稱驅(qū)動鐵芯，其作用有兩個，一個是使驅(qū)動子處磁阻小于間隙筒其它處磁阻，以改善磁路，另一個是固定驅(qū)動子和驅(qū)動鉤，為了避免筒的環(huán)形方向形成渦流，該套筒可以是由兩個半邊套筒絕緣地拼而成，也可以是一個整體套筒，在由經(jīng)線和軸線所確定的平面上，將套筒筒壁沿軸向開一條絕緣縫；驅(qū)動鐵芯壁厚可以根據(jù)設(shè)計調(diào)整，如果注重減小磁阻，就需要加厚套筒壁厚，如果注重減輕驅(qū)動子，就需要減薄套筒壁厚，如果其壁厚等于零，就是相當(dāng)于驅(qū)動子沒有驅(qū)動鐵芯，只有驅(qū)動線圈。
[0020]?延伸體:固定于驅(qū)動子上，穿過外磁筒的包圍向外提供驅(qū)動力的器件，有驅(qū)動鉤和牽引繩兩類，1、驅(qū)動鉤:外磁筒沿軸向開一條驅(qū)動槽，驅(qū)動子上有一個驅(qū)動鉤，從驅(qū)動槽伸出到外磁筒外面，勾住被加速體(飛機(jī)、炮彈、火箭、刨床頭等)作直線加速運動；2、牽引繩:在連接鐵芯LJT或定位體DWT上穿通孔TK，固定于驅(qū)動子上的牽引繩穿過通孔牽引被加速體。驅(qū)動子的電纜與延伸體一起穿過外磁筒。
[0021]?驅(qū)動鐵芯外壁與外磁筒內(nèi)壁之間的間隙稱驅(qū)動子外環(huán)間隙，簡稱外環(huán)間隙；驅(qū)動線圈內(nèi)壁與內(nèi)磁軸外壁之間的間隙稱驅(qū)動子內(nèi)環(huán)間隙，簡稱內(nèi)環(huán)間隙。
[0022]?滑動子:包括滑動式滑套和滾輪式滑套，滑動子是驅(qū)動子沿軸向運動的載體
[0023]?基本型:圓形稱基本型形狀，簡稱基本型，從筒的角度說可以稱圓筒形。
[0024]?復(fù)合型:矩形的一條邊與圓形的直徑重疊，組成圖形去掉內(nèi)部線條后的外輪廓圖形(像天安門的拱門)，簡稱復(fù)合型。同樣方法，梯形、多邊形與圓形也可以組成復(fù)合型，圓形與橢圓形復(fù)合也是復(fù)合型。
[0025]?截面:指外磁筒、內(nèi)磁軸、間隙筒和驅(qū)動子垂直于軸線的橫截面，截面包含基本型截面和復(fù)合型截面，合稱環(huán)形截面。
[0026]?軸線:外磁筒內(nèi)壁、內(nèi)磁軸外壁、間隙筒和驅(qū)動子，它們的軸線，指環(huán)形截面中所包含圓形截面的中軸線，理想狀態(tài)下，它們的所有軸線相互重合、同軸，它們的所有母線和軸線相互平行，一旦確定環(huán)形形狀，那么沿軸向全長截面為形狀一致。
[0027]?導(dǎo)線和線圈外層都有絕緣層。
[0028]?順磁場拼接:由許多永磁鐵環(huán)按相同的磁場方向一個挨一個拼接起來，組成一塊大磁鐵。
[0029]?同類體:附圖中，同類器件或同一器件的不同視圖稱同類體，采用相同的符號，不同的下標(biāo)表示，如=WCT表示外磁筒，其中WCTpWCI^WCI^WCTpWCI^WCL、分別表示圓筒形外磁筒外觀、圓筒形外磁筒剖視、圓筒形外磁筒截面、復(fù)合型外磁筒外觀、復(fù)合型外磁筒剖視、復(fù)合型外磁筒截面。
[0030]本發(fā)明的特征是:一個長外磁筒WCT里面套一個配套長度的內(nèi)磁軸NCZ，用勵磁線圈LCX或永磁鐵YCT產(chǎn)生磁場，外磁筒與內(nèi)磁軸一端用鐵磁材料的連接鐵芯LJT連接成稱為主磁體的一整塊磁鐵，使得外磁筒與內(nèi)磁軸各為一磁極；另一端用非磁性材料做成的定位體DWT固定，確保外磁筒內(nèi)壁軸線和內(nèi)磁軸軸線同軸，同時,連接鐵芯和定位體使得外磁筒內(nèi)壁與內(nèi)磁軸外壁之間形成一個間隙筒，間隙筒中裝配驅(qū)動子QDZ，驅(qū)動子外壁與外磁筒內(nèi)壁呈微間隙，驅(qū)動子內(nèi)壁與內(nèi)磁軸外壁呈微間隙，驅(qū)動子可以在間隙筒中穿梭。
[0031]驅(qū)動線圈QDX、驅(qū)動鐵芯QDT與滑動子HDZ固定為一體，成為驅(qū)動子，它們的軸線與內(nèi)磁軸軸線同軸，驅(qū)動線圈是一個繞在非磁性材料薄壁筒上的線圈，將所述薄壁筒和線圈粘接固定，視為一個整體，成為驅(qū)動線圈，驅(qū)動線圈呈微間隙地套在內(nèi)磁軸外面，驅(qū)動線圈的外層零間隙套一個稱為驅(qū)動鐵芯鐵的鐵磁性材料套筒，驅(qū)動鐵芯作用有兩個，一個是使驅(qū)動子處磁阻小于間隙筒其它處磁阻，使得驅(qū)動子處磁通密度大于間隙筒其它處磁通密度，以改善磁路；另一個是通過驅(qū)動鐵芯將驅(qū)動線圈、滑動子和驅(qū)動鉤固定為一個驅(qū)動子整體。為了避免驅(qū)動鐵芯在環(huán)形方向形成渦流，驅(qū)動鐵芯可以是由兩個半邊套筒絕緣地拼而成，也可以是一個整體套筒，在由經(jīng)線和軸線所確定的平面上，將套筒筒壁沿軸向開一條絕緣縫；驅(qū)動鐵芯壁厚可以根據(jù)設(shè)計調(diào)整，如果注重減小磁阻，就需要加厚套筒壁厚，如果注重減輕驅(qū)動子，就需要減薄套筒壁厚；驅(qū)動鐵芯外壁與外磁筒內(nèi)壁之間為微間隙，兩者被滑動子維持微間隙而無摩擦，只有滑動子產(chǎn)生的微摩擦阻力，同樣，驅(qū)動線圈內(nèi)壁與內(nèi)磁軸外壁之間也是微間隙，兩者被滑動子維持微間隙而無摩擦，只有滑動子產(chǎn)生的微摩擦阻力，所以，驅(qū)動子在軸向運動時受到的摩擦阻力很??；由于驅(qū)動鐵芯減小了磁阻，所以驅(qū)動子處磁場較強(qiáng)，朝驅(qū)動子軸線方向看，磁力線呈放射狀，即，垂直于內(nèi)磁軸表面，垂直指向外磁筒內(nèi)壁，當(dāng)然是呈放射狀垂直指向驅(qū)動線圈的導(dǎo)線，當(dāng)驅(qū)動線圈接通直流電后，會受到軸向電磁力，在電磁力的驅(qū)動下，驅(qū)動子沿著間隙筒軸向作直線加速運動，驅(qū)動子上延伸體穿過外磁筒的包圍向外提供驅(qū)動力，拖動被加速體加速。
實施例:
[0032]實施例1——主磁體的基本結(jié)構(gòu)。
[0033]主磁體結(jié)構(gòu):一個長外磁筒WCT里面套一個配套長度的內(nèi)磁軸NCZ，外磁筒與內(nèi)磁軸一端用鐵磁材料的連接鐵芯LJT連接成稱為主磁體的一整塊磁鐵，用勵磁線圈LCX或永磁鐵YCT產(chǎn)生磁場,使得外磁筒與內(nèi)磁軸各為一磁極，永磁鐵較好的方法是用銣鐵硼制造外磁筒和內(nèi)磁軸；另一端用非磁性材料做成的定位體DWT固定，確保外磁筒內(nèi)壁軸線和內(nèi)磁軸軸線同軸，在外磁筒內(nèi)壁與內(nèi)磁軸外壁之間形成一個間隙筒，間隙筒中裝配驅(qū)動子QDZ，驅(qū)動子外壁與外磁筒內(nèi)壁呈微間隙，驅(qū)動子內(nèi)壁與內(nèi)磁軸外壁呈微間隙，驅(qū)動子可以在間隙筒中穿梭。外磁筒和內(nèi)磁軸是直的或者緩慢彎曲的。
[0034]實施例1.1——內(nèi)磁軸的基本結(jié)構(gòu)。
[0035]內(nèi)磁軸有勵磁線圈勵磁和永磁鐵勵磁兩類，
[0036]勵磁線圈勵磁:圖1中內(nèi)磁軸是采用高飽和磁通密度的鐵磁性材料，勵磁線圈LCX套在內(nèi)磁軸上，通電后產(chǎn)生磁場，這種勵磁方式的優(yōu)勢是磁場大小可調(diào)、主磁體結(jié)構(gòu)簡單。
[0037]永磁鐵YCT勵磁:如果圖1去掉勵磁線圈，就成了嵌套式勵磁結(jié)構(gòu)示意圖，改用永磁鐵產(chǎn)生磁場，嵌套式外磁筒和內(nèi)磁軸的截面為圖1.1，內(nèi)磁軸由內(nèi)磁軸骨架筒NCZ2和內(nèi)磁軸永磁鐵筒YCT1構(gòu)成，內(nèi)磁軸骨架筒是一根很長的高抗彎強(qiáng)度管或棒，許多永磁鐵環(huán)順磁場拼接套在內(nèi)磁軸骨架筒NCZ2外部構(gòu)成內(nèi)磁軸永磁鐵筒YCI\。
[0038]磁力的偏心和重力的作用會使得內(nèi)磁軸徑向受力不對稱，難免弓I起內(nèi)磁軸彎曲，避免內(nèi)磁軸彎曲可以采取6條措施，第I是采用高抗彎強(qiáng)度材料；第2是為了克服重力造成的彎曲，先要將內(nèi)磁軸做成朝相反的方向預(yù)彎曲，與重力造成的彎曲相抵消；第3是為了克服磁力不對稱造成的彎曲，需要配備修正磁鐵，在外磁筒外面加裝修正磁鐵使磁力對稱，用以修正磁力造成的彎曲；第4是在驅(qū)動子的兩端裝配滑動子，用于維持驅(qū)動子處內(nèi)磁軸與外磁筒之間的相對位置；第5是采用間隙筒修正子，用于維持修正子處內(nèi)磁軸與外磁筒之間的相對位置；第6是內(nèi)磁軸采用空心結(jié)構(gòu)有利于在同等重量的前提下增強(qiáng)抗彎性。
[0039]實施例1.2——外磁筒的基本結(jié)構(gòu)。
[0040]外磁筒有勵磁線圈勵磁和永磁鐵勵磁兩類，勵磁線圈勵磁與內(nèi)磁軸的相同。
[0041]永磁鐵YCT勵磁:永磁鐵勵磁有兩種結(jié)構(gòu)，一種結(jié)構(gòu)是嵌套式磁鐵,如果圖1去掉勵磁線圈，就成了嵌套式勵磁結(jié)構(gòu)示意圖，改用永磁鐵產(chǎn)生磁場，圖1.1中包含了一個嵌套式外磁筒的截面,外磁筒由外磁筒骨架筒WCT3和外磁筒永磁鐵筒構(gòu)成，許多環(huán)形永磁鐵YCT2順磁場拼接嵌在外磁筒骨架筒WCT3內(nèi)部，構(gòu)成外磁筒；另一種結(jié)構(gòu)是拼接式磁鐵(圖2)，許多小段拼接式環(huán)形永磁鐵(包括圓盤形和復(fù)合型形狀)YCT3通過包括螺絲連接在內(nèi)的機(jī)械連接，成為一個很長的外磁筒。
[0042]內(nèi)磁軸骨架筒和外磁筒骨架筒都是由高強(qiáng)度材料制成，該高強(qiáng)度材料可以是磁性材料或非磁性材料，由于磁性材料會形成漏磁回路，所以用高強(qiáng)度非磁性材料比較好。
[0043]驅(qū)動子向外提供驅(qū)動力有兩種方式，一種是驅(qū)動鉤QDG，一種是牽引繩，兩者都需要穿過外磁筒的包圍拖動被加速體加速，針對驅(qū)動鉤類延伸體，需要外磁筒沿軸向開一條驅(qū)動槽QDC，驅(qū)動子上的驅(qū)動鉤，從驅(qū)動槽伸出到外磁筒外面，勾住被加速體作直線加速運動，驅(qū)動子的電纜也是與驅(qū)動鉤一起通過驅(qū)動槽；針對牽弓I繩類延伸體，在驅(qū)動方向反方向的定位體或連接鐵芯(圖1中是定位體DWT，圖2中是連接鐵芯LJT)上穿通孔TK，固定于驅(qū)動子上的牽引繩穿過通孔TK牽引被加速體。
[0044]實施例2——驅(qū)動子的基本結(jié)構(gòu)。
[0045]驅(qū)動子是由驅(qū)動線圈QDX、驅(qū)動鐵芯QDT和滑動子HDZ固定為一體構(gòu)成，驅(qū)動子QDZ包括圓柱形驅(qū)動子QDZ1和復(fù)合型形狀驅(qū)動子QDZ2，驅(qū)動線圈是一個呈微間隙地套在內(nèi)磁軸外面的線圈；驅(qū)動鐵芯是在驅(qū)動線圈的外層零間隙地套一個鐵磁性材料套筒；滑動子包括滑動式滑套和滾輪式滑套。
[0046]實施例2.1——驅(qū)動線圈的基本結(jié)構(gòu)。
[0047]驅(qū)動線圈是一個繞在非磁性材料薄壁筒上的線圈，將所述薄壁筒和整個線圈粘接固定，視為一個整體，合稱為驅(qū)動線圈，驅(qū)動線圈呈微間隙地套在內(nèi)磁軸外面，在分析電磁力時，默認(rèn)驅(qū)動線圈通以直流電。
[0048]實施例2.2——驅(qū)動鐵芯的基本結(jié)構(gòu)。
[0049]驅(qū)動鐵芯是在驅(qū)動線圈的外層零間隙地套一個鐵磁性材料套筒，其作用有兩個，一個是使驅(qū)動子處磁阻小于間隙筒其它處磁阻，以改善磁路；另一個是固定驅(qū)動線圈、滑動子和驅(qū)動鉤，使驅(qū)動子成為一個整體。為了避免在驅(qū)動鐵芯圓周方向形成渦流，該套筒可以是由兩個半邊套筒絕緣地拼而成(用拼接螺絲P幾拼接)，也可以是一個整體套筒，在由經(jīng)線和軸線所確定的平面上，將套筒筒壁沿軸向開一條絕緣縫；驅(qū)動鐵芯壁厚可以根據(jù)設(shè)計調(diào)整，如果注重減小磁阻，就需要加厚套筒壁厚，如果注重減輕驅(qū)動子，就需要加工減重孔JZK或者減薄套筒壁厚，如果其壁厚等于零，就是相當(dāng)于驅(qū)動子沒有驅(qū)動鐵芯，只有驅(qū)動線圈。鐵芯外壁與外磁筒內(nèi)壁之間的間隙稱驅(qū)動子外環(huán)間隙，簡稱外環(huán)間隙；驅(qū)動線圈內(nèi)壁與內(nèi)磁軸外壁之間的間隙稱驅(qū)動子內(nèi)環(huán)間隙，簡稱內(nèi)環(huán)間隙。
[0050]在滿足磁通量傳輸?shù)那疤嵯?，為了減輕驅(qū)動鐵芯重量，挖減重孔JZK，驅(qū)動鐵芯成藕狀。
[0051 ] 實施例2.3——滑動子的基本結(jié)構(gòu)。
[0052]滑動子包括滑動式滑套和滾輪式滑套，滑動子是驅(qū)動子沿軸向運動的載體，滑動式滑套就是普通的非磁性材料滑套(比如黃銅套)；滾動式滑套是在非磁性材料餅FCB (包括圓形餅FCB1和復(fù)合型餅FCB2)上安裝外環(huán)間隙滾輪GL1和內(nèi)環(huán)間隙滾輪GL2,驅(qū)動子兩端各固定一個滑動子，滾輪沿軸向滾動，使驅(qū)動子看起來像在間隙筒中軸向滑動，驅(qū)動鐵芯外壁與外磁筒內(nèi)壁之間被外環(huán)間隙滾輪GL1維持微間隙而無摩擦，只有滾輪產(chǎn)生的微摩擦阻力，同樣，驅(qū)動線圈內(nèi)壁與內(nèi)磁軸之間被內(nèi)環(huán)間隙滾輪GL2維持微間隙而無摩擦，只有滾輪產(chǎn)生的微摩擦阻力，所以，驅(qū)動子受到的摩擦阻力很小。
[0053]實施例3——非磁性材料驅(qū)動子的基本結(jié)構(gòu)。
[0054]將驅(qū)動鐵芯改用非磁性材料也是可行的結(jié)構(gòu)，圖3和圖3.1中，驅(qū)動線圈幾乎占據(jù)整個間隙筒，保護(hù)套QDT8 (QDT9是QDT8的剖面，QDT10是QDT8的截面)為非磁性材料薄壁筒包在驅(qū)動線圈QDX外面，一個作用是保護(hù)線圈，另一個是固定驅(qū)動線圈、滑動子和驅(qū)動鉤，使驅(qū)動子成為一個整體，非磁性材料驅(qū)動子的作用，一個是可以充當(dāng)驅(qū)動子，另一個是可以充當(dāng)間隙筒修正子。
[0055]實施例3.1——間隙筒修正子的基本結(jié)構(gòu)。
[0056]磁力的偏心和重力的作用會使得內(nèi)磁軸徑向受力不對稱，難免弓I起內(nèi)磁軸彎曲，修正內(nèi)磁軸彎曲的措施之一是采用間隙筒修正子(簡稱修正子)，修正子就是在非磁性材料驅(qū)動子的基礎(chǔ)上增加了跟蹤定位裝置，在驅(qū)動子前方安裝Ii1個修正子，在自動控制裝置的控制下，動態(tài)地停留在在均分驅(qū)動子前方內(nèi)磁軸長度的位置，將間隙筒修正成標(biāo)準(zhǔn)形狀；同樣，在驅(qū)動子后方安裝n2個修正子，在自動控制裝置的控制下，動態(tài)地停留在在均分驅(qū)動子后方內(nèi)磁軸長度的位置，將間隙筒修正成標(biāo)準(zhǔn)形狀。
[0057]實施例4——截面形狀。
[0058]關(guān)于截面形狀，圖1.2和圖2.1中不便于畫外磁筒，所有附圖中，內(nèi)磁軸和驅(qū)動線圈采用圓形，圖1.2中，外磁筒、驅(qū)動鐵芯、滑動子和間隙筒的截面形狀，都是基本型(圓形)，由于驅(qū)動子帶負(fù)載滑動時要受很大的力，為了提高驅(qū)動子在間隙筒中的滑動性能，圖
2.1和2.2中，驅(qū)動子的內(nèi)壁和外壁采用復(fù)合型形狀是一種較好的選擇，驅(qū)動子外壁的復(fù)合型為圓形與等腰梯形(特例是矩形)的復(fù)合型，等腰梯形的頂邊與圓形的直徑重疊，組成圖形去掉內(nèi)部線條后的外輪廓圖形(像天安門的拱門)，外磁筒內(nèi)壁與驅(qū)動子外壁同形狀，兩者間呈微間隙；同理，驅(qū)動子內(nèi)壁同樣可以采用復(fù)合型形狀(不好畫，仍然畫成圓形)，內(nèi)磁軸外壁與驅(qū)動子內(nèi)壁同形狀，兩者間呈微間隙；采用復(fù)合型形狀，其底部的滾輪是垂直于地面安裝，對于彈射器而言更有利于滾輪的受力。
[0059]實施例5——驅(qū)動力調(diào)節(jié)裝置的基本結(jié)構(gòu)。
[0060]驅(qū)動線圈接通驅(qū)動電動勢后產(chǎn)生驅(qū)動電流，驅(qū)動線圈會在磁場中受力，驅(qū)動子在電磁力的驅(qū)動下產(chǎn)生加速度，速度越快則驅(qū)動線圈產(chǎn)生的反向電動勢越大，反向電動勢抵消部分驅(qū)動電動勢，會使得驅(qū)動線圈中的驅(qū)動電流越來越小，所以，如果要將驅(qū)動子的電磁力維持在正常工作范圍，就需要不斷加大驅(qū)動電動勢，將驅(qū)動電流維持在正常工作范圍。
[0061]圖4為分級式電容或蓄電池式電源，電容或蓄電池C1?Cn分別對應(yīng)地與開關(guān)K1?Kn并聯(lián)，啟動前，開關(guān)全部閉合，電源電纜正極DL+和電纜負(fù)極DL-通過開關(guān)接到驅(qū)動線圈引出線纜YCX，當(dāng)開關(guān)剛接通時，只有C。對驅(qū)動線圈提供電壓，驅(qū)動子加速后產(chǎn)生反電勢逐漸加大，當(dāng)驅(qū)動線圈電流低于下限值Ilciw時，令開關(guān)K1斷開，使C1的電壓添加到驅(qū)動電動勢中來；因為隨著驅(qū)動子速度的逐漸增加，反電勢也逐漸增加，所以需要逐漸加大驅(qū)動電動勢，令開關(guān)K1?Kn逐個斷開，使C1?Cn的電壓逐個添加到驅(qū)動電動勢中來，成為分級式電源，保持驅(qū)動電流不低于下限值Ilciw,從而保持電磁力不低于下限值Flm。
[0062]實施例5.1——發(fā)電制動和蓄能裝置的基本結(jié)構(gòu)。
[0063]當(dāng)驅(qū)動過程已經(jīng)完成時，需要對驅(qū)動子進(jìn)行制動操作，最好的方法是采用發(fā)電制動，可以節(jié)省能量，直流電源包括蓄電池、電容、直流發(fā)電機(jī)三種，發(fā)電制動方法一是將電容或蓄電池C。?Cn全部變成并聯(lián)，驅(qū)動子的反電勢就會向電容或蓄電池充電；方法二是另外準(zhǔn)備一組并聯(lián)電容或蓄電池，將反電勢接到這組電容或蓄電池上充電；方法三是對直流發(fā)電機(jī)倒灌電流，直流發(fā)電機(jī)變成了直流電動機(jī)，拖動一個大的飛輪加速旋轉(zhuǎn)，儲存機(jī)械能。最后，驅(qū)動子由緩沖器HCQ減速至零。
[0064]實施例7——電磁純鐵驅(qū)動線圈的結(jié)構(gòu)。
[0065]圖5是一個線圈軸向視圖，該線圈用電磁純鐵做成薄片(厚度ST2)彈簧狀，彈簧外徑2*?就是驅(qū)動子外徑，彈簧內(nèi)徑2*R2就是驅(qū)動子內(nèi)徑，涂上絕緣漆后壓縮到一起，成為驅(qū)動鐵芯與驅(qū)動線圈集于一體的驅(qū)動子，電磁純鐵既有良好的導(dǎo)磁性能，又有良好的導(dǎo)電性能，應(yīng)該是很好的驅(qū)動子，但是實驗證明行不通。
[0066]實驗表明，解釋驅(qū)動子的受力分析遇到了困難，從原理上說，將驅(qū)動線圈置于驅(qū)動鐵芯內(nèi)圓和置于外圓應(yīng)該是等效的，但是，前者驅(qū)動子可以驅(qū)動，而后者一點不動，如果前者做成嵌線槽，驅(qū)動線圈繞在嵌線槽中，驅(qū)動力大大減弱，如果做成像圖5 —樣的電磁純鐵驅(qū)動子，驅(qū)動子動不了。
[0067]簡而言之，驅(qū)動線圈與內(nèi)磁軸之間不能夠用鐵磁性材料隔離，否則失去電磁力，驅(qū)動線圈與內(nèi)磁軸之間為微間隙才能夠產(chǎn)生好的驅(qū)動效果。為了作出物理解釋，擬作出一個物理假設(shè):驅(qū)動線圈只與其內(nèi)部的磁力線產(chǎn)生作用力，與其外部的磁力線并不產(chǎn)生作用力。如果將驅(qū)動線圈置于驅(qū)動鐵芯外圓，驅(qū)動線圈與驅(qū)動鐵芯之間產(chǎn)生作用力，因為兩者是固定為一體的，所以兩者之間的力為內(nèi)力，無法使驅(qū)動子運動；如果將驅(qū)動線圈置于驅(qū)動鐵芯內(nèi)圓，驅(qū)動線圈與內(nèi)磁軸之間產(chǎn)生作用力，驅(qū)動線圈受到的是來自于內(nèi)磁軸的力，對驅(qū)動線圈和驅(qū)動子而言，這是外力，所以驅(qū)動線圈被驅(qū)動，帶動整個驅(qū)動子運動。
[0068]也可以用漏磁解釋，驅(qū)動線圈在線圈內(nèi)部產(chǎn)生的磁力線，根據(jù)磁導(dǎo)的規(guī)律，絕大部分從驅(qū)動線圈所繞的鐵筒上漏掉，而沒有與主磁體的磁場發(fā)生作用。
【附圖說明】
:
[0069]圖1——圓筒形驅(qū)動子式電機(jī)整體示意圖。WCT1——圓筒形外磁筒外觀；LJT——內(nèi)磁軸與外磁筒的連接鐵芯；LCX——勵磁線圈；HCQ——緩沖器；WZG——位置傳感器；QDT1——圓筒形驅(qū)動鐵芯外觀；WJX——外環(huán)間隙；QDT2——圓筒形驅(qū)動鐵芯局部剖視；QDG——驅(qū)動鉤WDX1——驅(qū)動線圈外觀；QDX2——驅(qū)動線圈剖視！HDZ1——圓盤形滑動子；WCT2——圓筒形外磁筒局部剖視；NCZ——內(nèi)磁軸；DWT——非磁性材料定位體；XZC——修正磁鐵WDZ1—(虛線框圍住的部分)圓柱形驅(qū)動子JXT—間隙筒；TK—通孔；
[0070]圖1.1——嵌套式外磁筒和內(nèi)磁軸的截面為圖。NCZ1——內(nèi)磁軸內(nèi)孔；NCZ2——內(nèi)磁軸骨架筒JCT1——內(nèi)磁軸環(huán)形永磁鐵JXT——間隙筒；QDC——驅(qū)動槽；YCT2——外磁筒環(huán)形永磁鐵;WCT3——外磁筒骨架筒。NCZANCZdYCT1合并起來稱為NCZ，是NCZ的一種。YCT2+ffCT3是外磁筒WCT的一種。
[0071]圖1.2——圓筒形驅(qū)動子整體示意圖。與圖1相同的符號有:NCZ ;QDI\ ；QDT2 ；QDG ；QDX1 ；QDX2 WDZ1 ;新符號有:NJX——內(nèi)環(huán)間隙；YCX——引出線纜；QDX3——驅(qū)動線圈的非磁性材料薄壁筒。
[0072]圖1.2.1——圓筒形驅(qū)動子截面示意圖。與前圖相同的符號有:NCZ ；WJX ；QDG ；QDX3 ；NJX ;新符號有JYF1——絕緣縫I JYF2——絕緣縫2 ；QDC——驅(qū)動槽；QDX4——驅(qū)動線圈截面；QDT3——驅(qū)動鐵芯截面；WCT4——外磁筒截面JZK——減重孔；PJL——拼接螺絲；
[0073]圖1.2.2——圓盤形滑動子側(cè)視圖MDZ1——圓筒形滑動子(虛線框內(nèi))^L1——外環(huán)間隙滾輪；圓盤形非磁性材料餅FCBp
[0074]圖1.2.3——圓盤形滑動子軸向示意圖；與前圖相同的符號有=HDZ1 ^L1 ；NCZ ；NJX ^CB1 ;新增的符號有=GL2——內(nèi)環(huán)間隙滾輪。
[0075]圖2——復(fù)合形狀驅(qū)動子式電機(jī)整體示意圖。與前圖相同的符號有:DWT ；HCQ ；WZG ；WJX ；QDG ADX1 ；QDX2 ；NCZ ；LJT ；TK ；XZC ；JXT ;新增符號有:WCT7——復(fù)合形狀外磁筒側(cè)視局部圖；WCTS—復(fù)合形狀外磁筒局部剖視；QDT5—復(fù)合形狀驅(qū)動鐵芯外觀側(cè)視圖；QDT6—復(fù)合形狀驅(qū)動鐵芯局部剖視；HDZ2—復(fù)合盤形滑動子；YCT3—小段拼接式環(huán)形永磁鐵(包括圓盤形和復(fù)合型形狀)；QDZ2——復(fù)合型形狀驅(qū)動子側(cè)視圖(虛線框內(nèi))。
[0076]圖2.1——復(fù)合型形狀驅(qū)動子整體示意圖。與前圖相同的符號有:NCZ ；QDT5 ；QDT6 ；QDG !QDX1；QDX2 ；QDX3 ；HDZ2 ；YCX ；
[0077]圖2.1.1——復(fù)合形狀驅(qū)動子截面示意圖。與前圖相同的符號有:NCZ ；WJX JYF1 ；QDG ；QDX3 ；QDX4 ；NJX ；QDC JZK ;新符號有=QDT7——復(fù)合形狀驅(qū)動鐵芯截面；WCT9——復(fù)合形狀外磁筒截面；
[0078]圖2.1.2——復(fù)合盤形滑動子HDZ5示意圖；與前圖相同的符號有=HDZ2(虛線框中WL1 ;新符號有:復(fù)合型形狀非磁性材料餅FCB2
[0079]圖2.1.3——復(fù)合盤形滑動子截面示意圖；與前圖相同的符號有=HDZ2 ^L1 ；GL2 ；NJX ；NCZo
[0080]圖3—無驅(qū)動鐵芯式驅(qū)動子側(cè)視圖。無驅(qū)動鐵芯式驅(qū)動子有兩種用途，其一是充當(dāng)驅(qū)動子，其二是充當(dāng)間隙筒修正子，與前圖相同的符號有:NCZ ；QDG WDX1 ；QDX2 ；NJX ；QDX3 ；YCX MDZ1 ;新符號有:QDTS——非磁性材料護(hù)套側(cè)視圖(它雖然已經(jīng)不是驅(qū)動鐵芯了，但是其位置和結(jié)構(gòu)相同，所以還是沿用QDT的編號)；QDT9——非磁性材料護(hù)套局部剖視圖；
[0081]圖3.1——無驅(qū)動鐵芯式驅(qū)動子軸向視圖。與前圖相同的符號有:NCZ ；WJX ；WCT3 ；QDC ；JYF ；QDG ；QDX3 ；QDX4 ；NJX ;新符號有:QDT1q——非磁性材料護(hù)套軸向剖面圖；
[0082]圖4——分級式電容或蓄電池式電源示意圖。C。?Cn——分級電容或蓄電池A1?Kn——分級開關(guān)；電DL+——電源電纜正極；DL--電源電纜負(fù)極。
[0083]圖5——電磁純鐵碟片彈簧式驅(qū)動線圈軸向視圖。該線圈用電磁純鐵做成薄片彈簧狀，R1—彈簧外半徑，即驅(qū)動子外半徑；R2—彈簧內(nèi)半徑，即驅(qū)動子內(nèi)半徑。
[0084]圖5.1—電磁純鐵碟片彈簧式驅(qū)動線圈側(cè)向視圖。T2—薄片彈簧的薄片厚度。
【主權(quán)項】
1.一種基于同軸線圈、鐵芯的驅(qū)動子式直線電機(jī)，其特征是:一個長外磁筒WCT里面套一個配套長度的內(nèi)磁軸NCZ，用勵磁線圈LCX或永磁鐵YCT產(chǎn)生磁場，外磁筒與內(nèi)磁軸一端用鐵磁材料的連接鐵芯LJT連接成稱為主磁體的一整塊磁鐵，使得外磁筒與內(nèi)磁軸各為一磁極；另一端用非磁性材料做成的定位體DWT固定，確保外磁筒內(nèi)壁軸線和內(nèi)磁軸軸線同軸，同時，連接鐵芯和定位體使得外磁筒內(nèi)壁與內(nèi)磁軸外壁之間形成一個間隙筒，間隙筒中裝配驅(qū)動子QDZ，驅(qū)動子外壁與外磁筒內(nèi)壁呈微間隙，驅(qū)動子內(nèi)壁與內(nèi)磁軸外壁呈微間隙，驅(qū)動子可以在間隙筒中穿梭。 驅(qū)動線圈QDX、驅(qū)動鐵芯QDT與滑動子HDZ固定為一體，成為驅(qū)動子，它們的軸線與內(nèi)磁軸軸線同軸，驅(qū)動線圈是一個繞在非磁性材料薄壁筒上的線圈，將所述薄壁筒和線圈粘接固定，視為一個整體，成為驅(qū)動線圈，驅(qū)動線圈呈微間隙地套在內(nèi)磁軸外面，驅(qū)動線圈的外層零間隙套一個稱為驅(qū)動鐵芯鐵的鐵磁性材料套筒，驅(qū)動鐵芯作用有兩個，一個是使驅(qū)動子處磁阻小于間隙筒其它處磁阻，使得驅(qū)動子處磁通密度大于間隙筒其它處磁通密度，以改善磁路；另一個是通過驅(qū)動鐵芯將驅(qū)動線圈、滑動子和驅(qū)動鉤固定為一個驅(qū)動子整體。為了避免驅(qū)動鐵芯在環(huán)形方向形成渦流，驅(qū)動鐵芯可以是由兩個半邊套筒絕緣地拼而成，也可以是一個整體套筒，在由經(jīng)線和軸線所確定的平面上，將套筒筒壁沿軸向開一條絕緣縫；驅(qū)動鐵芯壁厚可以根據(jù)設(shè)計調(diào)整，如果注重減小磁阻，就需要加厚套筒壁厚，如果注重減輕驅(qū)動子，就需要減薄套筒壁厚；驅(qū)動鐵芯外壁與外磁筒內(nèi)壁之間為微間隙，兩者被滑動子維持微間隙而無摩擦，只有滑動子產(chǎn)生的微摩擦阻力，同樣，驅(qū)動線圈內(nèi)壁與內(nèi)磁軸外壁之間也是微間隙，兩者被滑動子維持微間隙而無摩擦，只有滑動子產(chǎn)生的微摩擦阻力，所以，驅(qū)動子在軸向運動時受到的摩擦阻力很小；由于驅(qū)動鐵芯減小了磁阻，所以驅(qū)動子處磁場較強(qiáng)，朝驅(qū)動子軸線方向看，磁力線呈放射狀，即，垂直于內(nèi)磁軸表面，垂直指向外磁筒內(nèi)壁，當(dāng)然是呈放射狀垂直指向驅(qū)動線圈的導(dǎo)線，當(dāng)驅(qū)動線圈接通直流電后，會受到軸向電磁力，在電磁力的驅(qū)動下，驅(qū)動子沿著間隙筒軸向作直線加速運動，驅(qū)動子上延伸體穿過外磁筒的包圍向外提供驅(qū)動力，拖動被加速體加速。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于同軸線圈、鐵芯的驅(qū)動子式直線電機(jī)，其進(jìn)一步的特征是:其主磁體結(jié)構(gòu)，一個長外磁筒WCT里面套一個配套長度的內(nèi)磁軸NCZ，外磁筒與內(nèi)磁軸一端用鐵磁材料的連接鐵芯LJT連接成稱為主磁體的一整塊磁鐵，用勵磁線圈LCX或永磁鐵Y C T產(chǎn)生磁場,使得外磁筒與內(nèi)磁軸各為一磁極,永磁鐵較好的方法是用銣鐵硼制造外磁筒和內(nèi)磁軸；另一端用非磁性材料做成的定位體DWT固定，確保外磁筒內(nèi)壁軸線和內(nèi)磁軸軸線同軸，在外磁筒內(nèi)壁與內(nèi)磁軸外壁之間形成一個間隙筒，間隙筒中裝配驅(qū)動子QDZ，驅(qū)動子外壁與外磁筒內(nèi)壁呈微間隙，驅(qū)動子內(nèi)壁與內(nèi)磁軸外壁呈微間隙，驅(qū)動子可以在間隙筒中穿梭。外磁筒和內(nèi)磁軸是直的或者緩慢彎曲的。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的主磁體結(jié)構(gòu)，其進(jìn)一步的特征是:其內(nèi)磁軸的基本結(jié)構(gòu)，內(nèi)磁軸有勵磁線圈勵磁和永磁鐵勵磁兩類， 勵磁線圈勵磁:圖1中內(nèi)磁軸是采用高飽和磁通密度的鐵磁性材料,勵磁線圈LCX套在內(nèi)磁軸上,通電后產(chǎn)生磁場。 永磁鐵YCT勵磁:如果圖1去掉勵磁線圈，就成了嵌套式勵磁結(jié)構(gòu)示意圖，改用永磁鐵產(chǎn)生磁場，嵌套式外磁筒和內(nèi)磁軸的截面為圖1.1，內(nèi)磁軸由內(nèi)磁軸骨架筒NGZ2和內(nèi)磁軸永磁鐵筒YCT1構(gòu)成，內(nèi)磁軸骨架筒是一根很長的高抗彎強(qiáng)度管或棒，許多永磁鐵環(huán)順磁場拼接套在內(nèi)磁軸骨架筒NCZ2外部構(gòu)成內(nèi)磁軸永磁鐵筒YCI\。 磁力的偏心和重力的作用會使得內(nèi)磁軸徑向受力不對稱，難免引起內(nèi)磁軸彎曲，避免內(nèi)磁軸彎曲可以采取6條措施，第I是采用高抗彎強(qiáng)度材料；第2是為了克服重力造成的彎曲，先要將內(nèi)磁軸做成朝相反的方向預(yù)彎曲，與重力造成的彎曲相抵消；第3是為了克.月艮磁力不對稱造成的彎曲，需要配備修正磁鐵，在外磁筒外面加裝修正磁鐵使磁力對稱，用以修正磁力造成的彎曲；第4是在驅(qū)動子的兩端裝配滑動子，用于維持驅(qū)動子處內(nèi)磁軸與外磁筒之間的相對位置;第5是采用間隙筒修正子，用于維持修正子處內(nèi)磁軸與外磁筒之間的相對位置；第6是內(nèi)磁軸采用空心結(jié)構(gòu)有利于在同等重量的前提下增強(qiáng)抗彎性。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的主磁體結(jié)構(gòu)，其進(jìn)一步的特征是:其外磁筒的基本結(jié)構(gòu)，外磁筒有勵磁線圈勵磁和永磁鐵勵磁兩類，勵磁線圈勵磁與內(nèi)磁軸的相同， 永磁鐵YCT勵磁:永磁鐵勵磁有兩種結(jié)構(gòu)，一種結(jié)構(gòu)是嵌套式磁鐵，如果圖1去掉勵磁線圈，就成了嵌套式勵磁結(jié)構(gòu)示意圖，改用永磁鐵產(chǎn)生磁場，圖1.1中包含了一個嵌套式外磁筒的截面，外磁筒由外磁筒骨架筒WCT3和外磁筒永磁鐵筒構(gòu)成，許多環(huán)形永磁鐵YCT2順磁場拼接嵌在外磁筒骨架筒WCT3內(nèi)部，構(gòu)成外磁筒；另一種結(jié)構(gòu)是拼接式磁鐵(圖2)，許多小段拼接式環(huán)形永磁鐵(包括圓盤形和復(fù)合型形狀)YCT3通過包括螺絲連接在內(nèi)的機(jī)械連接，成為一個很長的外磁筒， 內(nèi)磁軸骨架筒和外磁筒骨架筒都是由高強(qiáng)度材料制成，該高強(qiáng)度材料可以是磁性材料或非磁性材料，由于磁性材料會形成漏磁回路，所以用高強(qiáng)度非磁性材料比較好。 驅(qū)動子向外提供驅(qū)動力有兩種方式，一種是驅(qū)動鉤QDG，一種是牽引繩，兩者都需要穿過外磁筒的包圍拖動被加速體加速，針對驅(qū)動鉤類延伸體，需要外磁筒沿軸向開一條驅(qū)動槽QDC，驅(qū)動子上的驅(qū)動鉤，從驅(qū)動槽伸出到外磁筒外面，勾住被加速體作直線加速運動，驅(qū)動子的電纜也是與驅(qū)動鉤一起通過驅(qū)動槽；針對牽引繩類延伸體，在驅(qū)動方向反方向的定位體或連接鐵芯(圖1中是定位體DWT，圖2中是連接鐵芯LJT)上穿通孔TK，固定于驅(qū)動子上的牽引繩穿過通孔TK牽引被加速體，外磁筒的截面可以是圓形的和復(fù)合型形狀的。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于同軸線圈、鐵芯的驅(qū)動子式直線電機(jī)，其進(jìn)一步的特征是:其驅(qū)動子的基本結(jié)構(gòu)，驅(qū)動子是由驅(qū)動線圈QDX、驅(qū)動鐵芯QDT和滑動子HDZ固定為一體構(gòu)成，驅(qū)動子QDZ包括圓柱形驅(qū)動子QDZ1和復(fù)合型形狀驅(qū)動子QDZ2，驅(qū)動線圈是一個繞在非磁性材料薄壁筒上的線圈，將所述薄壁筒和整個線圈粘接固定，視為一個整體，合稱為驅(qū)動線圈，驅(qū)動線圈呈微間隙地套在內(nèi)磁軸外面；驅(qū)動鐵芯是在驅(qū)動線圈的外層零間隙地套一個鐵磁性材料套筒；滑動子包括滑動式滑套和滾輪式滑套。驅(qū)動子的截面可以是圓形的和復(fù)合型形狀的。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的驅(qū)動子的基本結(jié)構(gòu)，其進(jìn)一步的特征是:其驅(qū)動鐵芯的基本結(jié)構(gòu)，驅(qū)動鐵芯是在驅(qū)動線圈的外層零間隙地套一個鐵磁性材料套筒，其作用有兩個，一個是使驅(qū)動子處磁阻小于間隙筒其它處磁阻，以改善磁路；另一個是固定驅(qū)動線圈、滑動子和驅(qū)動鉤，使驅(qū)動子成為一個整體。為了避免在驅(qū)動鐵芯圓周方向形成渦流，該套筒可以是由兩個半邊套筒絕緣地拼而成(用拼接螺絲P幾拼接)，也可以是一個整體套筒，在由經(jīng)線和軸線所確定的平面上，將套筒筒壁沿軸向開一條絕緣縫；驅(qū)動鐵芯壁厚可以根據(jù)設(shè)計調(diào)整，如果注重減小磁阻，就需要加厚套筒壁厚，如果注重減輕驅(qū)動子，就需要加工減重孔JZK或者減薄套筒壁厚，如果其壁厚等于零，就是相當(dāng)于驅(qū)動子沒有驅(qū)動鐵芯，只有驅(qū)動線圈。鐵芯外壁與外磁筒內(nèi)壁之間的間隙稱驅(qū)動子外環(huán)間隙，簡稱外環(huán)間隙；驅(qū)動線圈內(nèi)壁與內(nèi)磁軸外壁之間的間隙稱驅(qū)動子內(nèi)環(huán)間隙，簡稱內(nèi)環(huán)間隙。 在滿足磁通量傳輸?shù)那疤嵯?，為了減輕驅(qū)動鐵芯重量，挖減重孔JZK，驅(qū)動鐵芯成藕狀。7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的驅(qū)動子的基本結(jié)構(gòu)，其進(jìn)一步的特征是:其滑動子的基本結(jié)構(gòu)，滑動子包括滑動式滑套和滾輪式滑套，滑動子是驅(qū)動子沿軸向運動的載體，滑動式滑套就是普通的非磁性材料滑套(比如黃銅套)；滾動式滑套是在非磁性材料餅FCB (包括圓形餅FCB1和復(fù)合型餅FCB2)上安裝外環(huán)間隙滾輪GL1和內(nèi)環(huán)間隙滾輪GL2,驅(qū)動子兩端各固定一個滑動子，滾輪沿軸向滾動，使驅(qū)動子看起來像在間隙筒中軸向滑動，驅(qū)動鐵芯外壁與外磁筒內(nèi)壁之間被外環(huán)間隙滾輪GL1維持微間隙而無摩擦，只有滾輪產(chǎn)生的微摩擦阻力，同樣，驅(qū)動線圈內(nèi)壁與內(nèi)磁軸之間被內(nèi)環(huán)間隙滾輪GL2維持微間隙而無摩擦，只有滾輪產(chǎn)生的微摩擦阻力，所以，驅(qū)動子受到的摩擦阻力很小。8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的驅(qū)動子的基本結(jié)構(gòu)，其進(jìn)一步的特征是:其非磁性材料驅(qū)動子的基本結(jié)構(gòu)，將驅(qū)動鐵芯改用非磁性材料也是可行的結(jié)構(gòu)，圖3和圖3.1中，驅(qū)動線圈幾乎占據(jù)整個間隙筒，保護(hù)套QDT8 (QDT9是QDT8的剖面，QDT10是QDT8的截面)為非磁性材料薄壁筒包在驅(qū)動線圈QDX外面，一個作用是保護(hù)線圈，另一個是固定驅(qū)動線圈、滑動子和驅(qū)動鉤，使驅(qū)動子成為一個整體，非磁性材料驅(qū)動子的作用，一個是可以充當(dāng)驅(qū)動子，另一個是可以充當(dāng)間隙筒修正子。 磁力的偏心和重力的作用會使得內(nèi)磁軸徑向受力不對稱，難免引起內(nèi)磁軸彎曲，修正內(nèi)磁軸彎曲的措施之一是采用間隙筒修正子(簡稱修正子)，修正子就是在非磁性材料驅(qū)動子的基礎(chǔ)上增加了跟蹤定位裝置，在驅(qū)動子前方安裝Ii1個修正子，在自動控制裝置的控制下，動態(tài)地停留在在均分驅(qū)動子前方內(nèi)磁軸長度的位置，將間隙筒修正成標(biāo)準(zhǔn)形狀；同樣，在驅(qū)動子后方安裝n2個修正子，在自動控制裝置的控制下，動態(tài)地停留在在均分驅(qū)動子后方內(nèi)磁軸長度的位置，將間隙筒修正成標(biāo)準(zhǔn)形狀。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于同軸線圈、鐵芯的驅(qū)動子式直線電機(jī)，其進(jìn)一步的特征是:其驅(qū)動力調(diào)節(jié)裝置的基本結(jié)構(gòu)， 驅(qū)動線圈接通驅(qū)動電動勢后產(chǎn)生驅(qū)動電流，驅(qū)動線圈會在磁場中受力，驅(qū)動子在電磁力的驅(qū)動下產(chǎn)生加速度，速度越快則驅(qū)動線圈產(chǎn)生的反向電動勢越大，反向電動勢抵消部分驅(qū)動電動勢，會使得驅(qū)動線圈中的驅(qū)動電流越來越小，所以，如果要將驅(qū)動子的電磁力維持在正常工作范圍，就需要不斷加大驅(qū)動電動勢，將驅(qū)動電流維持在正常工作范圍。 圖4為分級式電容或蓄電池式電源，電容或蓄電池C1?Cn分別對應(yīng)地與開關(guān)K1?Kn并聯(lián)，啟動前，開關(guān)全部閉合，電源電纜正極DL+和電纜負(fù)極DL-通過開關(guān)接到驅(qū)動線圈引出線纜YCX，當(dāng)開關(guān)剛接通時，只有C。對驅(qū)動線圈提供電壓，驅(qū)動子加速后產(chǎn)生反電勢逐漸加大，當(dāng)驅(qū)動線圈電流低于下限值I1J寸，令開關(guān)K1斷開，使C1的電壓添加到驅(qū)動電動勢中來；因為隨著驅(qū)動子速度的逐漸增加，反電勢也逐漸增加，所以需要逐漸加大驅(qū)動電動勢，令開關(guān)K1?Kn逐個斷開，使C1?Cn的電壓逐個添加到驅(qū)動電動勢中來，成為分級式電源，保持驅(qū)動電流不低于下限值Ilciw，從而保持電磁力不低于下限值Flm。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于同軸線圈、鐵芯的驅(qū)動子式直線電機(jī)，其進(jìn)一步的特征是:其發(fā)電制動和蓄能裝置的基本結(jié)構(gòu)， 當(dāng)驅(qū)動過程已經(jīng)完成時，需要對驅(qū)動子進(jìn)行制動操作，最好的方法是采用發(fā)電制動，可以節(jié)省能量，直流電源包括蓄電池、電容、直流發(fā)電機(jī)三種，發(fā)電制動方法一是將電容或蓄電池C。?Cn全部變成并聯(lián)，驅(qū)動子的反電勢就會向電容或蓄電池充電；方法二是另外準(zhǔn)備一組并聯(lián)電容或蓄電池，將反電勢接到這組電容或蓄電池上充電；方法三是對直流發(fā)電機(jī)倒灌電流，直流發(fā)電機(jī)變成了直流電動機(jī)，拖動一個大的飛輪加速旋轉(zhuǎn)，儲存機(jī)械能。最后，驅(qū)動子由緩沖器HCQ減速至零。
【文檔編號】H02K41/02GK105896875SQ201410616786
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2014年10月30日
【發(fā)明人】陳啟星
【申請人】陳啟星