电枢组件及直线电机制造技术

本发明专利技术涉及一种电枢组件及包括该电枢组件的直线电机，电枢组件包括柱形铁芯；设于铁芯的柱面上的第一组齿和第二组齿，第一组齿和第二组齿均包括沿铁芯的中心纵轴排成一排的多个齿，相邻的两个齿之间形成槽，且第一组齿和第二组齿相对位于铁芯的同一轴截面内；以及收容于槽内、并卷绕于齿上的多组多相绕组。本发明专利技术的电枢组件的绕组采用集中绕组，并在电枢组件的两侧形成两组独立的电枢。该双电枢结构结合集中绕组结构，可有效利用电机空间，降低了电机的平面面积，使得电机的端部小，电机的槽满率高，电机的铜耗低，电机的效率得以提升，且电机的制造工艺性好。

Armature assembly and linear motor

The invention relates to a linear motor and armature assembly including the armature assembly, an armature assembly includes a cylindrical iron core; a core cylinder on the first set of teeth and second teeth, the first group of teeth and second sets of teeth each including a center core arranged along a longitudinal axis and a plurality of teeth in a row, groove is formed between the two the adjacent teeth, the same shaft section and the first set of teeth and second teeth in group relative core; and is accommodated in the groove, and wound on the teeth on a plurality of multi phase winding. The winding of the armature assembly of the present invention adopts a concentrated winding and forms two independent groups of armature on both sides of the armature assembly. The double armature structure combined with the concentrated winding structure can effectively utilize the motor space, reduce the plane area of the motor, make the end of the motor small, the motor slot full rate is high, the motor copper consumption is low, the motor efficiency can be improved, and the motor manufacturing process is good.

【技术实现步骤摘要】
电枢组件及直线电机
本专利技术涉及电机领域，尤其涉及一种电枢组件及直线电机。
技术介绍
现有技术中，单定子单动子平板式、有铁芯直线电机虽然较无铁芯的直线电机提高了效率，但电枢与磁钢间存在巨大的磁场吸力，加重了轴承的负担，将影响电机的动态响应，同时平板式直线电机在相同功率下尺寸较大，增加了安装难度。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于，针对现有技术中平板式直线电机在相同功率下尺寸较大的缺陷，提供电枢组件及包括该电枢组件的直线电机。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种电枢组件，包括：柱形铁芯；设于所述铁芯的柱面上的第一组齿和第二组齿，所述第一组齿和所述第二组齿均包括沿所述铁芯的中心纵轴排成一排的多个齿，相邻的两个所述齿之间形成槽，且所述第一组齿和所述第二组齿相对位于所述铁芯的同一轴截面内；以及收容于所述槽内、并卷绕于所述齿上的多组多相绕组。优选地，在所述同一轴截面内，所述第一组齿与所述第二组齿相对所述中心纵轴对称。优选地，每相绕组卷绕于一个所述齿上，且相邻的两相绕组之间间隔一个空置的齿；所述第一组齿或所述第二组齿中齿的数量Z与所述多相绕组的相数m满足(Z+1)/m为整数。优选地，每个所述齿上卷绕一相绕组；所述第一组齿或所述第二组齿中所述齿的数量Z与所述多相绕组的相数m满足Z/m为整数。优选地，在所述同一轴截面内，所述第一组齿上卷绕的多相绕组与所述第二组齿上卷绕的多相绕组相对所述中心纵轴对称。优选地，所述齿在远离所述铁芯的端部设有齿靴。本专利技术还提供了一种直线电机，包括上述任一项电枢组件。优选地，所述直线电机还包括与所述电枢组件配置的磁钢组件；所述磁钢组件包括平行排布的两个导磁板、第一组磁钢和第二组磁钢，所述第一组磁钢和所述第二组磁钢分别设于两个所述导磁板彼此相对面向的两个表面上，所述第一组磁钢和所述第二组磁钢均包括磁极间隔排布的多个磁钢，所述第一组磁钢中的一个磁钢与所述第二组磁钢中的一个磁钢构成一对磁极子；所述电枢组件沿中心纵轴容纳于两个所述导磁板之间的空间内，且所述磁钢组件与所述电枢组件沿中心纵轴可相对移动。优选地，所述电枢组件的第一组齿与邻近的所述第一组磁钢之间的磁性间隙的宽度与所述第二组齿与邻近的所述第二组磁钢之间的磁性间隙的宽度相等。优选地，所述导磁板的长度L、所述磁极子的磁极总数N、以及所述磁钢的极距τ满足L≥Nτ；所述磁极总数N与所述电枢组件跨过所述磁极子的磁极数量P0之间满足N≥P0。优选地，当每相绕组卷绕于一个所述齿上、且相邻的两相绕组之间间隔一个空置的齿时，所述导磁板的最小长度Lmin、所述电枢组件跨过所述磁极子的磁极数量P0、所述磁钢的极距τ、所述第一组齿或所述第二组齿的齿的数量Z以及齿距t之间满足Lmin＝P0τ＝(Z+1)t；所述Z、P0、多相绕组的相数m、每极每相齿数q之间满足Z+1＝P0qm。优选地，当每个所述齿上卷绕一相绕组时，所述导磁板的最小长度Lmin、所述电枢组件跨过所述磁极子的数量P0、所述磁钢的极距τ、所述第一组齿或所述第二组齿的齿的数量Z以及齿距t之间满足Lmin＝P0τ＝Zt；所述Z、P0、多相绕组的相数m、每极每相齿数q之间满足Z＝P0qm。实施本专利技术具有以下有益效果：本专利技术的电枢组件的绕组采用集中绕组，并在电枢组件的两侧形成两组独立的电枢。该双电枢结构结合集中绕组结构，可有效利用电机空间，降低了电机的平面面积，使得电机的端部小，电机的槽满率高，电机的铜耗低，电机的效率得以提升，且电机的制造工艺性好。在本实施例的直线电机中，磁钢组件采双排磁钢面对面设计，保证极大部分磁力线可垂直进入绕组及其所在铁芯并产生有效力矩。且为形成磁极子对，两排磁钢沿Z轴面对面分布，每排磁钢按N极S极间隔排列，两排磁极中心对应，两排磁钢极性可同时相吸或也可同时相斥。由于电枢组件也相应采用两组齿的结构，可使得磁钢产生的吸力在电枢两侧方向相反，通过力的抵消减少了一部分合力，因此用于支撑动子与定子的直线轴承的受力得到改善，同时电枢组件两侧槽的力矩相互消弱，电机的运行更加平稳，同时附加力矩带来的损耗降低，电机效率提高，同时相较于无铁芯结构的电机电机的推力大大提高。另一方面，磁钢组件采用双排磁钢设计实现了在同样推力的基础上，电机平面尺寸较原来减少30％以上。相当于将原来的展平的电机折叠收起，改善了电机安装。附图说明下面将结合附图及实施例对本专利技术作进一步说明，附图中：图1是本专利技术第一实施例的电枢组件的结构示意图图2是图1的轴截面示意图；图3是本专利技术第二实施例的电枢组件的轴截面示意图；图4是本专利技术第三实施例的电枢组件的结构示意图；图5是两相并联的独立绕组的示意图；图6是两相并联的星形绕组的示意图；图7是两相并联的三角形绕组的示意图；图8是两相串联的独立绕组的示意图；图9是两相串联的星形绕组的示意图；图10是两相串联的三角形绕组的示意图；图11是依据本专利技术实施例的直线电机的结构示意图；图12是图11中直线电机的轴截面示意图；图13是图11中磁钢组件的轴截面示意图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。第一实施例参见图1和图2，示出了依据本专利技术第一实施例的一种电枢组件10，该电枢组件10包括柱形铁芯11；设于铁芯11的柱面上的第一组齿12和第二组齿13，第一组齿12和第二组齿13分别包括沿铁芯11的中心纵轴111排成一排的多个齿121和131，相邻的两个齿之间形成槽122和132，且第一组齿12和第二组齿13相对位于铁芯11的同一轴截面内；以及收容于槽内、并卷绕于齿上的多组多相绕组14。具体地，铁芯11为实心铁芯11，可以是方形柱体结构，中心纵轴111平行于每个柱面，并穿过方形截面中心。可采用0.2～0.5mm厚的硅钢片叠压形成该铁芯11，还可采用低碳钢或电工纯铁制成该铁芯11。第一组齿12和第二组齿13可分别位于铁芯11的两个相对平行的柱面上，第一组齿12平行于第二组齿13，铁芯11与第一组齿12和第二组齿13一起构成“非”字形结构。第一组齿12与第二组齿13不仅在同一轴截面(轴截面指的是过中心纵轴111的截面)内，还可在该轴截面内相对中心纵轴111对称，因此第一组齿12与第二组齿13中齿的数量相等、形状相同、分布对称。可采用与铁芯11相同的材料来制备第一组齿12和第二组齿13，还可以通过一体成型制备铁芯11与第一组齿12和第二组齿13，以形成一体结构。各齿在远离铁芯11的端部还设有齿靴1211和1311，该齿靴沿中心纵轴111的宽度大于其所在齿的其他部分沿中心纵轴111的宽度，采用齿靴设置使得槽122和132的槽口处缩小，可改善导磁分布，从而优化磁路结构。第一组齿12或第二组齿13中，各齿分别在围成槽122和132的表面上包覆有绝缘骨架123和133，方便绕组14卷绕。图2中为描述齿的结构方便，未示出绕组14，因此能清楚地示出齿距t，齿距t指的是同一组齿中，相邻的两个齿的中心轴沿中心纵轴111的间距，即跨过一个槽122的间距。另外，图2还清楚地示出了副齿124，副齿124位于轴向端部处，副齿124不同于上述的齿，副齿124上不卷绕绕组14本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电枢组件，其特征在于，包括柱形铁芯；设于所述铁芯的柱面上的第一组齿和第二组齿，所述第一组齿和所述第二组齿均包括沿所述铁芯的中心纵轴排成一排的多个齿，相邻的两个所述齿之间形成槽，且所述第一组齿和所述第二组齿相对位于所述铁芯的同一轴截面内；以及收容于所述槽内、并卷绕于所述齿上的多组多相绕组。

【技术特征摘要】
1.一种电枢组件，其特征在于，包括柱形铁芯；设于所述铁芯的柱面上的第一组齿和第二组齿，所述第一组齿和所述第二组齿均包括沿所述铁芯的中心纵轴排成一排的多个齿，相邻的两个所述齿之间形成槽，且所述第一组齿和所述第二组齿相对位于所述铁芯的同一轴截面内；以及收容于所述槽内、并卷绕于所述齿上的多组多相绕组。2.根据权利要求1所述的电枢组件，其特征在于，在所述同一轴截面内，所述第一组齿与所述第二组齿相对所述中心纵轴对称。3.根据权利要求2所述的电枢组件，其特征在于，每相绕组卷绕于一个所述齿上，且相邻的两相绕组之间间隔一个空置的齿；所述第一组齿或所述第二组齿中齿的数量Z与所述多相绕组的相数m满足(Z+1)/m为整数。4.根据权利要求2所述的电枢组件，其特征在于，每个所述齿上卷绕一相绕组；所述第一组齿或所述第二组齿中所述齿的数量Z与所述多相绕组的相数m满足Z/m为整数。5.根据权利要求2所述的电枢组件，其特征在于，在所述同一轴截面内，所述第一组齿上卷绕的多相绕组与所述第二组齿上卷绕的多相绕组相对所述中心纵轴对称。6.根据权利要求1所述的电枢组件，其特征在于，所述齿在远离所述铁芯的端部设有齿靴。7.一种直线电机，其特征在于，包括权利要求1-6任一项所述的电枢组件。8.根据权利要求7所述的直线电机，其特征在于，所述直线电机还包括与所述电枢组件配置的磁钢组件；所述磁钢组件包括平行排布的两个导磁板、第一组磁钢和第二组磁钢，所述第一组磁钢和所述第二组磁钢分别设于两个所述导磁板彼此相对面向的两个表面...

【专利技术属性】
技术研发人员：宁蜀悦，汪云涛，郭俊美，余鑫晨，
申请(专利权)人：深圳航天科技创新研究院，
类型：发明
国别省市：广东,44