直线振荡电机制造技术

本发明专利技术涉及一种直线振荡电机，包括：外层定子，呈中空结构；内层动子，套设于外层定子的中空结构中；其中，在沿外层定子轴心延伸的方向上，具有多个围绕轴心形成的中空绕组槽，每个都缠绕线圈绕组；内层动子包括内筒和固定设置在内筒外壁的永磁体，永磁体分为：靠近内筒的内环层、套设在内环层的外的外环层；外环层的充磁方向为哈尔巴赫阵列；内环层的永磁体的充磁方向与内筒轴向方向平行。采用上述的方式，可以增强磁感应强度，减少漏磁，从而提高电机的轴向输出力；此外，本发明专利技术直线振荡电机采用的该哈尔巴赫阵列具有自屏蔽特性，动子的内筒可以选用轻质高强度非导磁材料加工而成，大大减小动子的质量，提高了电机动态性能。

【技术实现步骤摘要】
直线振荡电机
本专利技术涉及电磁
，尤其涉及一种直线振荡电机。
技术介绍
随着航空器技术的发展，多电飞机已经成为目前研究热点与未来发展方向。相比于传统功率液传系统，多电飞机采用功率电传系统，避免了液压长管路带来的重量大、可靠性低、维护性差等问题，可以有效提高飞机的功重比和可靠性。 目前功率电传系统中常用的作动器包括:采用机械传统方式的机电作动器EMA (Electro-mechanical Actuator)和液压传动方式的旋转式电静液作动器EHA(Electro-hydrostatic Actuator)。EMA通常由旋转电动机、减速器、旋转变直线运动转换机构及作动筒组成。电动机在电能驱动下输出旋转运动，经过减速器及运动转换机构转化成驱动舵面需要的直线运动。但由于机械传统机构质量大、可靠性低等缺点的限制，EMA技术还不能满足飞行器的需求。EHA通常由旋转电动机、旋转柱塞泵和作动筒构成。电动机的旋转运动经过旋转柱塞泵转化为柱塞的往复直线运动，经过配流盘获得驱动舵面需要的直线运动。该技术不但具有液压系统功率密度大的特点，又采用容积控制，避免了阀控系统节流损失，提高了能量转换效率，是目前主要发展方向。然而不可避免地整个系统也存在如下问题:液压泵摩擦与泄露问题严重；电机泵组大惯量带来的动态问题；余度配置复杂，容错能力差。 针对以上问题，提出一种直线驱动电静液作动器LEHA (Linear-drivingElectro-hydrostatic Actuator)系统,其工作原理是利用直线电机直接驱动活塞进行双向高频往复吸排油，经过后端交互式配流技术输出需要的直线运动。其优点为:惯量较小，动态性能好；消除了旋转柱塞泵的摩擦，效率提高；余度配置灵活，可靠性高。 毋庸置疑，直线电机是整个LEHA系统的核心，提高直线电机的功重比也是提升整个系统性能的关键。而提高电机功重比的重点在于提高直线电机速度，即往复运动的频率。提高运动频率带来的最大问题就是动态性能的下降。
技术实现思路
在下文中给出关于本专利技术的简要概述，以便提供关于本专利技术的某些方面的基本理解。应当理解，这个概述并不是关于本专利技术的穷举性概述。它并不是意图确定本专利技术的关键或重要部分，也不是意图限定本专利技术的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出某些概念，以此作为稍后论述的更详细描述的前序。 本专利技术提供一种直线振荡电机，包括:外层定子，呈中空结构；内层动子，套设于所述外层定子的中空结构中；其中，在沿所述外层定子轴心延伸的方向上，具有多个围绕所述轴心形成的中空绕组槽，每个所述中空绕组槽中缠绕线圈绕组；所述内层动子包括内筒和固定设置在所述内筒外壁的永磁体，所述永磁体分为:靠近所述内筒的内环层，以及套设在所述内环层的外的外环层；所述外环层的充磁方向为哈尔巴赫阵列；所述内环层的永磁体的充磁方向与所述内筒轴向方向平行。 本专利技术至少具有如下有益效果:本专利技术可以增强磁感应强度，减少漏磁，从而提高电机的轴向输出力；此外，由于该哈尔巴赫阵列具有自屏蔽特性，动子内筒可以选用轻质高强度非导磁材料加工而成，大大减小动子的质量，提高了电机动态性能。 【附图说明】 为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。 图1为本专利技术直线振荡电机的剖面示意图； 图2为本专利技术直线振荡电机中外层定子和内层动子剖面充磁方向和电流方向示意图； 图3为本专利技术另一种实施例中外层定子和内层动子剖面充磁方向和电流方向示意图。 图4为本专利技术直线振荡电机中导磁板的结构示意图。 附图标记:1-外层定子；2_内层动子；3_线圈绕组；4_谐振弹簧；5_直线轴承；6-支撑法兰；7-端盖；8_定子外套；9_导磁板；10-中空绕组槽；1a-开口部；11-导磁块；12-永磁铁；13_内筒；14_环形凸台；15_伸出端；A-外环层；B_内环层。 【具体实施方式】 为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。在本专利技术的一个附图或一种实施方式中描述的元素和特征可以与一个或更多个其它附图或实施方式中示出的元素和特征相结合。应当注意，为了清楚的目的，附图和说明中省略了与本专利技术无关的、本领域普通技术人员已知的部件和处理的表示和描述。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。 在本专利技术以下各实施例中，实施例的序号和/或先后顺序仅仅便于描述，不代表实施例的优劣。对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。 实施例1: 本专利技术涉及一种直线振荡电机，参见图1，其包括外层定子、内层动子、在外层定子上的中空绕组槽，其中，外层定子为中空结构，内层动子套设在该中空结构中，上述中空绕组槽沿外层定子轴心的延伸方向排布，中空绕组槽具有多个，每个中空绕组槽都是一个独立的环形结构，它们是围绕外层定子的轴心而形成的，每个独立的中空绕组槽内都缠绕有线圈绕组。当然，如果线圈绕组是多匝线缠绕而成，那么至少在一个中空绕组槽中的线的缠绕方向为同一方向。上述的中空绕组槽是给线圈绕组提供缠绕的空间，并且可以对线圈绕组固定或定位。 上述内层动子包括内筒和固定设置在内筒外壁的永磁体，永磁体分为:靠近所述内筒的内环层B，以及套设在所述内环层的外的外环层A ;外环层的充磁方向为哈尔巴赫阵列；所述内环层的永磁体的充磁方向与内筒轴向方向平行。 哈尔巴赫阵列是指在充磁方向的一种排布方式,而具体以那种方式形成该哈尔巴赫阵列将再之后的部分具体说明。 下面分别说明内环层和外环层的具体设置方式，S卩如何时实现内环层充磁方向为哈尔巴赫阵列，以及如何设置内环层的永磁体的充磁方向与内筒轴向方向平行。 所述内环层设置方式为: 依次循环间隔设置的第一种磁体和第二种磁体，第一种磁体具有充磁方向彼此相对的两个磁体块；第二种磁体具有充磁方向彼此相离的两个磁体块；在第一种磁体和第二种磁体之间，设置内层间隔磁体，内层间隔磁体与其两侧相邻的磁体块的充磁方向相同。 为了方便理解，参见图2，图2是沿外层定子和内层动子的轴线做截面后外层定子和内层动子上半部分的示意图，下半部分与上半部分呈镜像(除了线圈绕组3的电流方向，图中以“X”和“.”所示即为线圈绕组的电流方向)，只是图中没有画出。 以图2为例，内环层的最右端为第一种磁体，其充磁方向为彼此相对的两个磁体块，以图中箭头所指方向来说就是左边一个充磁方向向右的磁体块，右边一块充磁方向向左的磁体块。在最右端第一种磁体左边紧邻的是内层间隔磁体，其充磁方向向右，其右侧相邻的第一种磁体里磁体块的充磁方向也向右。该内层间隔磁体再向左，为第二种磁体，以图中箭头所指方向来说就是左边一个充磁方向向左的磁体块，右边一块充磁方向向右的磁体块，该右侧充磁方本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种直线振荡电机，其特征在于，包括：外层定子，呈中空结构；内层动子，套设于所述外层定子的中空结构中；其中，在沿所述外层定子轴心延伸的方向上，具有多个围绕所述轴心形成的中空绕组槽，每个所述中空绕组槽中缠绕线圈绕组；所述内层动子包括内筒和固定设置在所述内筒外壁的永磁体，所述永磁体分为：靠近所述内筒的内环层，以及套设在所述内环层的外的外环层；所述外环层的充磁方向为哈尔巴赫阵列；所述内环层的永磁体的充磁方向与所述内筒轴向方向平行。

【技术特征摘要】
1.一种直线振荡电机，其特征在于，包括: 外层定子，呈中空结构； 内层动子，套设于所述外层定子的中空结构中；其中， 在沿所述外层定子轴心延伸的方向上，具有多个围绕所述轴心形成的中空绕组槽，每个所述中空绕组槽中缠绕线圈绕组； 所述内层动子包括内筒和固定设置在所述内筒外壁的永磁体，所述永磁体分为:靠近所述内筒的内环层，以及套设在所述内环层的外的外环层； 所述外环层的充磁方向为哈尔巴赫阵列；所述内环层的永磁体的充磁方向与所述内筒轴向方向平行。2.根据权利要求1所述直线振荡电机，其特征在于， 所述内环层设置方式为: 依次循环间隔设置的第一种磁体和第二种磁体，所述第一种磁体具有充磁方向彼此相对的两个磁体块；所述第二种磁体具有充磁方向彼此相离的两个磁体块；在第一种磁体和第二种磁体之间，设置内层间隔磁体，所述内层间隔磁体与其两侧相邻的磁体块的充磁方向相同； 所述外环层设置方式为: 依次循环间隔设置的第三种磁体和第四种磁体，所述第三种磁体充磁方向指向所述内筒轴心，所述第四种磁体的充磁方向背离所述内筒轴心，在第三磁体和第四磁体之间，设置外层间隔磁体，所述外层间隔磁体与所述内层间隔磁位置对应、长度相同、且充磁方向相同。3.根据权利要求2所述直线振荡电机，其特征在于， 所述内层间隔磁体和所述外层间隔磁体为同一块磁体。4.根据权利要求1所述的直线振荡电机，其特征在于， 所述外层定子包括定子外套和导磁定子，所述导磁...

【专利技术属性】
技术研发人员：焦宗夏，王天乙，严亮，尚耀星，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：北京;11