本發(fā)明屬于直線電動(dòng)機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種圓筒形永磁直線電機(jī)。

背景技術(shù)：

直線電機(jī)可以直接產(chǎn)生直線運(yùn)動(dòng)，不需要復(fù)雜的機(jī)械轉(zhuǎn)換，并且結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單、運(yùn)動(dòng)慣量小，動(dòng)態(tài)響應(yīng)快，其應(yīng)用領(lǐng)域正日益擴(kuò)大。圓筒形直線電機(jī)無(wú)橫向邊緣效應(yīng)，容易克服單邊磁拉力問(wèn)題，防護(hù)簡(jiǎn)單，所以更適合工業(yè)應(yīng)用。

目前，廣泛應(yīng)用的直線電機(jī)鐵心材料為硅鋼片，但硅鋼片很難制作復(fù)雜形狀的電機(jī)，難以從初級(jí)鐵心結(jié)構(gòu)上來(lái)改進(jìn)電機(jī)性能。近年來(lái)軟磁復(fù)合材料softmagneticcompositematerials，簡(jiǎn)稱smc材料在電磁裝置中得到了廣泛的應(yīng)用，同傳統(tǒng)硅鋼片相比，smc材料是由具有絕緣層包裹的鐵粉顆粒壓制而成，所這就使它的電阻率很高，渦流損耗非常小，非常適合用于電機(jī)制作；smc材料磁、熱各向同性的，更易于成型，所以非常適合制作復(fù)雜形狀的電機(jī)。smc材料缺點(diǎn)是磁導(dǎo)率較低，應(yīng)用在電勵(lì)磁電機(jī)中會(huì)導(dǎo)致電機(jī)的勵(lì)磁電流較大，效率低，但對(duì)于永磁電機(jī)來(lái)說(shuō)，其勵(lì)磁是有永磁材料來(lái)完成的，不需要額外的勵(lì)磁電流，所以smc材料更適合應(yīng)用在永磁電機(jī)中。

現(xiàn)有的直線電機(jī)的缺點(diǎn)就是由于磁路開斷引起的軸向端部推力波動(dòng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提出一種圓筒形永磁直線電機(jī)。

一種圓筒形永磁直線電機(jī)，包括：初級(jí)和次級(jí)，所述初級(jí)包括：初級(jí)鐵芯(1)、電機(jī)繞組(2)，所述次級(jí)包括：次級(jí)鐵芯(3)和永磁體(4)；

所述初級(jí)鐵芯(1)與次級(jí)鐵芯(3)同軸設(shè)置；

所述初級(jí)鐵芯(1)為圓筒形，由多個(gè)具有傾斜角的凹型圓筒鐵芯槽(5)組成；

所述初級(jí)鐵芯(1)的凹型圓筒鐵芯槽(5)的凹型槽中心位于次級(jí)鐵芯(3)中心線上；

所述電機(jī)繞組(2)放置于初級(jí)鐵芯(1)的凹型圓筒鐵芯槽(5)的凹型槽中；

所述次級(jí)鐵芯(3)為圓柱形鐵芯；

所述次級(jí)鐵芯(3)表面依次安裝有極性相反的圓環(huán)狀永磁體(4)；

所述次級(jí)位于初級(jí)內(nèi)側(cè)，所述永磁體(4)與初級(jí)鐵芯(1)之間留有氣隙。

所述初級(jí)鐵芯采用的材料為軟磁復(fù)合材料。

所述初級(jí)鐵芯還包括有具有傾斜角的圓環(huán)形端板(6)，所述圓環(huán)形端板(6)的內(nèi)徑與凹型圓筒鐵芯槽(5)的內(nèi)徑相同，所述圓環(huán)形端板(6)的外徑與凹型圓筒鐵芯槽(5)的外徑相同，所述圓環(huán)形端板(6)設(shè)置于初級(jí)鐵芯(1)具有凹形槽的一端。

所述凹型圓筒鐵芯槽(5)的傾斜角與圓環(huán)形端板(6)的傾斜角θ的角度相同，其中，0°＜θ≤60°。

本發(fā)明的有益效果：

本發(fā)明提出圓筒形永磁直線電機(jī)，本發(fā)明可以有效地減小圓筒形永磁同步直線電機(jī)的推力波動(dòng)。本發(fā)明使用上述斜槽結(jié)構(gòu)，從而使得同一磁極在軸線方向?qū)Τ跫?jí)槽所受到的切向力方向各異，進(jìn)而達(dá)到消除齒槽力的效果。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明具體實(shí)施方式中圓筒形永磁直線電機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖；

其中，1-初級(jí)鐵芯，2-電機(jī)繞組，3-次級(jí)鐵芯，4-永磁體，5-凹型圓筒鐵芯槽，6-圓環(huán)形端板；

圖2為本發(fā)明具體實(shí)施方式中圓筒形永磁直線電機(jī)的三維示意圖；

圖3為本發(fā)明具體實(shí)施方式中初級(jí)鐵芯的三維示意圖和二維示意圖；

其中，(a)為初級(jí)鐵芯的三維示意圖；

(b)為初級(jí)鐵芯的三維示意圖；

圖4為本發(fā)明具體實(shí)施方式中電機(jī)繞組的三維示意圖和二維示意圖；

其中，(a)為電機(jī)繞組的三維示意圖；

(b)為電機(jī)繞組的三維示意圖；

圖5為本發(fā)明具體實(shí)施方式中圓環(huán)形端板的三維示意圖和二維示意圖；

其中，(a)為圓環(huán)形端板的的三維示意圖；

(b)為圓環(huán)形端板的的三維示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明具體實(shí)施方式加以詳細(xì)的說(shuō)明。

一種圓筒形永磁直線電機(jī)，如圖1和圖2所示，包括：初級(jí)和次級(jí)，所述初級(jí)包括：初級(jí)鐵芯1、電機(jī)繞組2，所述次級(jí)包括：次級(jí)鐵芯3和永磁體4。

所述初級(jí)鐵芯1與次級(jí)鐵芯3同軸設(shè)置。

所述初級(jí)鐵芯采用的材料為軟磁復(fù)合材料。

所述初級(jí)鐵芯1為圓筒形，如圖3所示，由多個(gè)具有傾斜角的凹型圓筒鐵芯槽5組成。

本實(shí)施方式中，初級(jí)鐵芯1由12個(gè)具有傾斜角的凹型圓筒鐵芯槽5由左向右拼接構(gòu)成。

所述初級(jí)鐵芯1的凹型圓筒鐵芯槽5的凹型槽中心位于次級(jí)鐵芯3中心線上。

所述電機(jī)繞組2放置于初級(jí)鐵芯1的凹型圓筒鐵芯槽5的凹型槽中。電機(jī)繞組2如圖4所示。

所述次級(jí)鐵芯3為圓柱形鐵芯。

所述次級(jí)鐵芯3表面依次安裝有極性相反的圓環(huán)狀永磁體4。

所述次級(jí)位于初級(jí)內(nèi)側(cè)，所述永磁體4與初級(jí)鐵芯1之間留有氣隙。

所述初級(jí)鐵芯還包括有具有傾斜角的圓環(huán)形端板6，如圖5所示，所述圓環(huán)形端板6的內(nèi)徑與凹型圓筒鐵芯槽5的內(nèi)徑相同，所述圓環(huán)形端板6的外徑與凹型圓筒鐵芯槽5的外徑相同，所述圓環(huán)形端板6設(shè)置于初級(jí)鐵芯1具有凹形槽的一端。

所述凹型圓筒鐵芯槽5的傾斜角與圓環(huán)形端板6的傾斜角θ的角度相同，其中，0°＜θ≤60°。本實(shí)施方式中，θ＝25°。

本發(fā)明選擇凹型圓筒鐵芯槽5為半開口結(jié)構(gòu)，所述半開口槽為一側(cè)有小齒一側(cè)無(wú)小齒結(jié)構(gòu)。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提出一種圓筒形永磁直線電機(jī)，包括：初級(jí)和次級(jí)，初級(jí)包括：初級(jí)鐵芯(1)、電機(jī)繞組(2)，次級(jí)包括：次級(jí)鐵芯(3)和永磁體(4)；初級(jí)鐵芯(1)與次級(jí)鐵芯(3)同軸設(shè)置；初級(jí)鐵芯(1)為圓筒形，由多個(gè)具有傾斜角的凹型圓筒鐵芯槽(5)組成；初級(jí)鐵芯(1)的凹型圓筒鐵芯槽(5)的凹型槽中心位于次級(jí)鐵芯(3)中心線上；電機(jī)繞組(2)放置于初級(jí)鐵芯(1)的凹型圓筒鐵芯槽(5)的凹型槽中；次級(jí)鐵芯(3)為圓柱形鐵芯；次級(jí)鐵芯(3)表面依次安裝有極性相反的圓環(huán)狀永磁體(4)；次級(jí)位于初級(jí)內(nèi)側(cè)，永磁體(4)與初級(jí)鐵芯(1)之間留有氣隙。本發(fā)明有效地減小圓筒形永磁同步直線電機(jī)的推力波動(dòng)。

技術(shù)研發(fā)人員：趙國(guó)新;蔡土添;孔德財(cái);王超
受保護(hù)的技術(shù)使用者：沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：2017.05.27
技術(shù)公布日：2017.08.22