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一種抑制磁阻力的永磁同步直線電機.pdf

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一種 抑制 磁阻 永磁 同步 直線 電機
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摘要
申請專利號:

CN201210382986.4

申請日:

2012.10.10

公開號:

CN102931803B

公開日:

2015.01.14

當前法律狀態:

有效性:

法律詳情: 授權|||實質審查的生效IPC(主分類):H02K 41/03申請日:20121010|||公開
IPC分類號: H02K41/03 主分類號: H02K41/03
申請人: 中國科學院寧波材料技術與工程研究所
發明人: 章達眾; 廖有用; 黃彬彬; 張馳; 張杰; 陸彤
地址: 315201 浙江省寧波市鎮海區莊市大道519號
優先權:
專利代理機構: 杭州杭誠專利事務所有限公司 33109 代理人: 尉偉敏
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201210382986.4

授權公告號:

102931803B||||||

法律狀態公告日:

2015.01.14|||2013.03.20|||2013.02.13

法律狀態類型:

授權|||實質審查的生效|||公開

摘要

本發明涉及一種抑制磁阻力的永磁同步直線電機,包括初級和次級,次級上設有線性導軌,初級設在線性導軌上,初級和次級之間存在氣隙,初級包括由若干直槽型硅鋼片疊裝而成的動子鐵芯和若干空心線圈,直槽型硅鋼片的每個直槽中嵌裝有空心線圈,每個空心線圈的一半線圈和另一半線圈分別嵌裝在相鄰的兩個直槽中,相鄰的兩個空心線圈各有一半線圈嵌裝在同一個直槽中,相鄰的兩個空心線圈之間及空心線圈和直槽型硅鋼片之間設有絕緣層。直槽型硅鋼片的端部直槽的槽寬D小于中部直槽的槽寬L,端部直齒的齒高b小于中部直齒的齒高m。本發明既減少齒槽力又減少端部力,有效抑制磁阻力,從而減少運行過程中的推力波動,提高定位精度。

權利要求書

權利要求書一種抑制磁阻力的永磁同步直線電機,包括初級(1)和次級(2),次級(2)上設有線性導軌(3),初級(1)設在線性導軌(3)上,初級(1)和次級(2)之間存在氣隙,其特征在于所述的初級(1)包括由若干直槽型硅鋼片(4)疊裝而成的動子鐵芯和若干空心線圈(5),直槽型硅鋼片(4)的每個直槽中嵌裝有所述的空心線圈(5),每個空心線圈(5)的一半線圈和另一半線圈分別嵌裝在相鄰的兩個直槽中,并且相鄰的兩個空心線圈(5)各有一半線圈嵌裝在同一個直槽中,相鄰的兩個空心線圈(5)之間設有絕緣層,空心線圈(5)和直槽型硅鋼片(4)之間設有絕緣層。
根據權利要求1所述的一種抑制磁阻力的永磁同步直線電機,其特征在于所述的直槽型硅鋼片(4)包括位于其兩端的端部直齒(6)及位于相鄰兩直槽間的中部直齒(7),和端部直齒(6)相鄰的直槽為端部直槽(8),其余直槽為中部直槽(9),端部直槽(8)的槽寬D小于中部直槽(9)的槽寬L,端部直齒(6)的齒高b小于中部直齒(7)的齒高m。
根據權利要求1所述的一種抑制磁阻力的永磁同步直線電機,其特征在于所述的直槽型硅鋼片(4)的相鄰兩直槽之間的中部直齒(7)的齒寬h和中部直槽(9)的槽寬L之比為:h/L=0.37~0.42。
根據權利要求1或2或3所述的一種抑制磁阻力的永磁同步直線電機,其特征在于位于所述的直槽型硅鋼片(4)的兩端的端部直齒(6)的齒寬a和中部直齒(7)的齒寬h及中部直槽(9)的槽寬L滿足數值關系:a/(h+L)=0.60~0.63。
根據權利要求1或2或3所述的一種抑制磁阻力的永磁同步直線電機,其特征在于位于所述的直槽型硅鋼片(4)的兩端的端部直齒(6)的齒高b和中部直齒(7)的齒高m滿足數值關系:b/m=4/5。
根據權利要求4所述的一種抑制磁阻力的永磁同步直線電機,其特征在于位于所述的直槽型硅鋼片(4)的兩端的端部直齒(6)的齒高b和中部直齒(7)的齒高m滿足數值關系:b/m=4/5。
根據權利要求1所述的一種抑制磁阻力的永磁同步直線電機,其特征在于所述的空心線圈(5)為集中繞組空心線圈。
根據權利要求1或2或3或7所述的一種抑制磁阻力的永磁同步直線電機,其特征在于所述的設在相鄰兩個空心線圈(5)之間的絕緣層為絕緣紙。
根據權利要求1或2或3或7所述的一種抑制磁阻力的永磁同步直線電機,其特征在于所述的初級(1)用樹脂填料膠封裝成一體。

說明書

說明書一種抑制磁阻力的永磁同步直線電機
技術領域
本發明涉及一種直線電機,尤其涉及一種抑制磁阻力的永磁同步直線電機。
背景技術
一般的,直線運動都是由旋轉電機通過使用滾珠或滾柱絲杠或帶或滑輪轉換而成的,但是傳統的 “旋轉電機+絲杠”的間接驅動結構存在反向間隙、運動滯后、摩擦等缺點,于是出現了“直接傳動”的概念。直線電機就是一種將電能直接轉換成直線運動機械能的設備,它是一種不需要任何中間轉換機構的直線傳動裝置,它可以看成是一臺旋轉電機按徑向剖開并展成平面而成。但是由于直線電機特有的機械結構,目前仍存在以下不足:首先,直線電機動子鐵芯的端部不連續,導致電機在運行中形成端部力;其次,由于動子鐵芯的硅鋼片具有齒槽結構,形成類似于旋轉電機的齒槽力。這兩種力合稱為磁阻力,其結果是造成直線電機在運行中會出現推力波動,存在定位精度有限的缺陷,當直線電機在低速爬行的情況下尤為明顯。
發明內容
本發明主要解決原有直線電機存在較大的磁阻力,造成直線電機在運行中會出現推力波動,定位精度不高的技術問題;提供一種抑制磁阻力的永磁同步直線電機,其能很好地抑制磁阻力,有效減少運行過程中的推力波動,提高定位精度。
本發明的上述技術問題主要是通過下述技術方案得以解決的:本發明包括初級和次級,次級上設有線性導軌,初級設在線性導軌上,初級和次級之間存在氣隙,所述的初級包括由若干直槽型硅鋼片疊裝而成的動子鐵芯和若干空心線圈,直槽型硅鋼片的每個直槽中嵌裝有所述的空心線圈,每個空心線圈的一半線圈和另一半線圈分別嵌裝在相鄰的兩個直槽中,并且相鄰的兩個空心線圈各有一半線圈嵌裝在同一個直槽中,相鄰的兩個空心線圈之間設有絕緣層,空心線圈和直槽型硅鋼片之間設有絕緣層。抑制磁阻力,減少推力波動,提高定位精度。直槽型硅鋼片一方面便于嵌裝空心線圈,另一方面提高電機嵌線時的槽滿率。
作為優選,所述的直槽型硅鋼片包括位于其兩端的端部直齒及位于相鄰兩直槽間的中部直齒,和端部直齒相鄰的直槽為端部直槽,其余直槽為中部直槽,端部直槽的槽寬D小于中部直槽的槽寬L,端部直齒的齒高b小于中部直齒的齒高m。進一步抑制磁阻力,減少推力波動,提高定位精度。
作為優選,所述的直槽型硅鋼片的相鄰兩直槽之間的中部直齒的齒寬h和中部直槽的槽寬L之比為:h/L=0.37~0.42。在保證直槽型硅鋼片具有一定的強度和磁不飽和前提下,減少直線電機的齒槽力。
作為優選,位于所述的直槽型硅鋼片的兩端的端部直齒的齒寬a和中部直齒的齒寬h及中部直槽的槽寬L滿足數值關系:a/(h+L)=0.60~0.63。明顯減小直線電機的端部力,提高直線電機的控制精度和穩定性。
作為優選,位于所述的直槽型硅鋼片的兩端的端部直齒的齒高b和中部直齒的齒高m滿足數值關系:b/m=4/5。進一步減小直線電機的端部力,提高直線電機的控制精度和穩定性。
作為優選,所述的空心線圈為集中繞組空心線圈。采用集中繞組空心線圈,便于嵌線工藝的實施。
作為優選,所述的設在相鄰兩個空心線圈之間的絕緣層為絕緣紙。
作為優選,所述的初級用樹脂填料膠封裝成一體。既起到絕緣作用,又使初級是個整體,便于安裝,也便于初級作直線運動。
本發明的有益效果是:既減少齒槽力又減少端部力,有效抑制磁阻力,從而減少運行過程中的推力波動,提高定位精度,同時具有制作工藝簡單、便于批量生產等特點。
附圖說明
圖1是本發明的一種立體結構示意圖。
圖2是本發明中初級的一種軸向剖視結構示意圖。
圖3是本發明中直槽型硅鋼片的一種結構示意圖。
圖中1.初級,2.次級,3.線性導軌,4.直槽型硅鋼片,5.空心線圈,6.端部直齒,7.中部直齒,8.端部直槽,9.中部直槽。
具體實施方式
下面通過實施例,并結合附圖,對本發明的技術方案作進一步具體的說明。
實施例:本實施例的一種抑制磁阻力的永磁同步直線電機,如圖1所示,包括初級1和次級2,次級2上安裝有線性導軌3,初級1呈長方體,初級1通過線性導軌3安裝在次級2上,初級1和次級2之間存在氣隙。如圖2所示,初級1包括由多塊直槽型硅鋼片4疊裝而成的動子鐵芯和嵌裝在動子鐵芯上的空心線圈5,整個初級1用樹脂填料膠封裝成一體。直槽型硅鋼片4的每個直槽中嵌裝有空心線圈5,每個空心線圈5的一半線圈和另一半線圈分別嵌裝在相鄰的兩個直槽中,并且相鄰的兩個空心線圈5各有一半線圈嵌裝在同一個直槽中,相鄰的兩個空心線圈5之間安裝有絕緣紙,空心線圈5和直槽型硅鋼片4之間有絕緣層,本實施例中的空心線圈5為集中繞組空心線圈。如圖3所示,直槽型硅鋼片4包括位于其兩端的端部直齒6及位于相鄰兩直槽間的中部直齒7,和端部直齒6相鄰的直槽為端部直槽8,其余直槽為中部直槽9,端部直槽8的槽寬D是中部直槽9的槽寬L的一半,中部直齒7的齒寬h和中部直槽9的槽寬L之比為h/L=0.39,端部直齒6的齒寬a和中部直齒7的齒寬h及中部直槽9的槽寬L滿足數值關系a/(h+L)=0.62,端部直齒6的齒高b和中部直齒7的齒高m滿足數值關系b/m=4/5。
當初級接入三相電流后,與次級磁耦合,產生推力,使得初級相對于次級作往復直線運動。本發明通過控制中部直齒的齒寬和中部直槽的槽寬在一定的比例范圍之內,并調整端部直齒的齒寬及齒高,使兩者滿足一定的數值關系,從而達到既減少齒槽力又減少端部力的目的,有效抑制磁阻力,減少直線電機在運行過程中出現推力波動,提高定位精度。

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