本發(fā)明屬于直線電機(jī)領(lǐng)域，具體涉及一種圓筒型直線電機(jī)。

背景技術(shù)：

圓筒型直線電機(jī)作為一種具有高轉(zhuǎn)矩密度的特種電機(jī)，在低速大轉(zhuǎn)矩、直接驅(qū)動等領(lǐng)域具有廣闊的發(fā)展前景。高力密度、高可靠性要求一直是直線電機(jī)運(yùn)動系統(tǒng)研究和開發(fā)的重點(diǎn)?！皥A筒型橫向磁通永磁直線電機(jī)的研究基礎(chǔ)”，趙玫等，電工技術(shù)學(xué)報(bào)，第29卷增刊1，第81頁，2014年記載有：

直線電機(jī)作為直線運(yùn)動中的核心部件，省去了復(fù)雜的機(jī)械轉(zhuǎn)換裝置，使得整個(gè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)行可靠，提高了系統(tǒng)的響應(yīng)能力和控制精度。但是現(xiàn)有直線電機(jī)中的磁通所經(jīng)過的齒和繞組所在的槽在同一截面上，其大小相互制約，不能實(shí)現(xiàn)電負(fù)荷與磁負(fù)荷的解耦，因此，現(xiàn)有直線電機(jī)的力密度從根本上難以得到提高。因此，在某些領(lǐng)域仍然采用旋轉(zhuǎn)電機(jī)配合滾珠絲杠的方式，導(dǎo)致傳動系統(tǒng)傳遞效率低，磨損和噪聲大等缺點(diǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有直線電機(jī)存在的問題，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題就是提供一種兩種永磁體交互排列的圓筒型直線電機(jī)，它能簡化結(jié)構(gòu)，提高電機(jī)運(yùn)行的效率和功率因數(shù)，并降低振動和噪聲。

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是通過這樣的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，它包括圓筒型初級鐵心、三相餅式繞組和動子，圓筒型初級鐵心內(nèi)表面均勻布設(shè)有一列圓形環(huán)槽，圓形環(huán)槽內(nèi)嵌有三相餅式繞組；圓筒型初級鐵心由圓環(huán)形的硅鋼薄片沿軸向疊裝組成，動子包括鐵氧體永磁環(huán)、釹鐵硼永磁環(huán)、次級鐵芯和直線軸，鐵氧體永磁環(huán)與釹鐵硼永磁環(huán)由次級鐵芯間隔交互排列，并固定套裝在直線軸上，動子同軸滑動安裝在圓筒型初級鐵心內(nèi)腔中，與圓筒型初級鐵心內(nèi)表面之間留有間隙。

本發(fā)明的技術(shù)效果是：

1、本發(fā)明動子的永磁環(huán)分別采用釹鐵硼永磁材料和鐵氧體永磁材料。釹鐵硼屬于稀土永磁材料，具有相當(dāng)優(yōu)良的磁特性，其擁有高剩磁力和高矯頑力，磁能體積比為永磁材料最大，在減小電機(jī)體積和重量的同時(shí)可顯著增加電機(jī)出力，大大提高直線電機(jī)的力密度；但釹鐵硼永磁環(huán)在高溫下磁性能會有所損失，本發(fā)明同時(shí)采用鐵氧體永磁環(huán)，構(gòu)成兩種永磁體交錯(cuò)排列的結(jié)構(gòu)。鐵氧體永磁環(huán)的熱性能高于釹鐵硼永磁環(huán)，可以彌補(bǔ)釹鐵硼永磁環(huán)在高溫下的退磁現(xiàn)象，在高溫環(huán)境下也可以有效提高輸出力密度，提高電機(jī)運(yùn)行的效率和功率因數(shù)。

2、本發(fā)明動子采用兩種永磁體交錯(cuò)排列的結(jié)構(gòu)，兼顧兩種高性能永磁體的優(yōu)點(diǎn)。釹鐵硼永磁材料具有較高的磁動勢和氣隙磁通密度，其去磁曲線為直線，可有效改善傳統(tǒng)直線電機(jī)的輸出力密度和功率因數(shù)，使其具有穩(wěn)定的工作點(diǎn)；鐵氧體永磁環(huán)的空載氣隙磁場很低，異步啟動過程中的永磁制動轉(zhuǎn)矩比較小，同步過程相對容易，可以彌補(bǔ)釹鐵硼永磁環(huán)制動轉(zhuǎn)矩大的缺點(diǎn)，而使本發(fā)明可以帶動較大慣量負(fù)載起動。

3、本發(fā)明直接產(chǎn)生直線運(yùn)動，減小了旋轉(zhuǎn)電機(jī)中由于機(jī)械傳動產(chǎn)生的磨損、振動和噪聲，提高了運(yùn)行效率；采用兩種永磁環(huán)勵磁代替電勵磁，電氣控制簡便、提高了傳遞效率，在發(fā)生劇烈加速或減速時(shí)，由于釹鐵硼永磁材料性能穩(wěn)定，可以使本發(fā)明運(yùn)行可靠，適用于高速運(yùn)行等特殊場合；鐵氧體永磁材料的價(jià)格低于釹鐵硼永磁材料，提高起動轉(zhuǎn)矩性能、輸出力密度、氣隙磁通密度的同時(shí)，又降低了制造成本，擴(kuò)大了本發(fā)明的應(yīng)用范圍。

所以，本發(fā)明具有磁密度高、啟動性好、耐高溫、低成本的優(yōu)點(diǎn)。

附圖說明

本發(fā)明的附圖說明如下：

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為圖1中a-a剖視圖；

圖3為圖1中b-b示意圖；

圖4為圖1中c-c剖視圖；

圖5為內(nèi)徑不同的兩種硅鋼薄片的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1.圓筒型初級鐵心；11.硅鋼薄片；12.切割線槽；2.三相餅式繞組；3.動子；31.鐵氧體永磁環(huán)；32.釹鐵硼永磁環(huán)；33.次級鐵芯；34.直線軸。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明：

如圖1、圖2、圖3和圖4所示，本發(fā)明包括圓筒型初級鐵心1、三相餅式繞組2和動子3，圓筒型初級鐵心1內(nèi)表面均勻布設(shè)有一列圓形環(huán)槽，圓形環(huán)槽內(nèi)嵌有三相餅式繞組2；圓筒型初級鐵心1由圓環(huán)形的硅鋼薄片11沿軸向疊裝組成，動子3包括鐵氧體永磁環(huán)31、釹鐵硼永磁環(huán)32、次級鐵芯33和直線軸34，鐵氧體永磁環(huán)31與釹鐵硼永磁環(huán)32由次級鐵芯33間隔交互排列，并固定套裝在直線軸34上，動子3同軸滑動安裝在圓筒型初級鐵心1內(nèi)腔中，與圓筒型初級鐵心1內(nèi)表面之間留有間隙l。

如圖5所示，硅鋼薄片11上開有多條切割線槽12，以破環(huán)渦流的通路，減少渦流損耗。硅鋼薄片的疊片之間用膠粘結(jié)。

本發(fā)明的工作原理：當(dāng)三相餅式繞組2通入隨時(shí)間變化的三相交流電源時(shí)，便在氣隙l中產(chǎn)生沿直線運(yùn)動的行波磁場，與動子3上永磁環(huán)產(chǎn)生的磁場作用產(chǎn)生電磁力，推動動子3的直線軸34運(yùn)動。改變?nèi)嚯娫吹南嘈蛞愿淖儎幼拥倪\(yùn)動方向。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了兩種永磁體交互排列的圓筒型直線電機(jī)，它包括圓筒型初級鐵心（1）、三相餅式繞組（2）和動子（3），圓筒型初級鐵心（1）內(nèi)表面均勻布設(shè)有一列圓形環(huán)槽，圓形環(huán)槽內(nèi)嵌有三相餅式繞組（2）；圓筒型初級鐵心（1）由圓環(huán)形的硅鋼薄片（11）沿軸向疊裝組成，動子（3）包括鐵氧體永磁環(huán)（31）、釹鐵硼永磁環(huán)（32）、次級鐵芯（33）和直線軸（34），鐵氧體永磁環(huán)（31）與釹鐵硼永磁環(huán)（32）由次級鐵芯（33）間隔交互排列，并固定套裝在直線軸（34）上，動子（3）同軸滑動安裝在圓筒型初級鐵心（1）內(nèi)腔中，與圓筒型初級鐵心（1）內(nèi)表面之間留有間隙L。本發(fā)明具有磁密度高、啟動性好、耐高溫、低成本的優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)研發(fā)人員：徐奇?zhèn)?孫靜;楊云;趙蒙;蔣小彪;羅驍梟;李蕾玉;石玉林
受保護(hù)的技術(shù)使用者：重慶大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：2017.05.09
技術(shù)公布日：2017.07.18