一种磁悬浮直线电机制造技术

本实用新型专利技术公开了一种磁悬浮直线电机，包括一个定子和一个置于其上方的动子，所述定子具有矩形结构的线圈骨架槽，线圈绕组绕制于所述线圈骨架槽中；所述动子为由永磁体阵列排布构成的方筒形结构；在所述线圈绕组一侧设有传感检测系统，传感检测系统上设有一个置于线圈绕组和永磁体阵列侧的增量式位移传感器，传感检测系统上还包括一个设在定子与动子一端的接近开关。该电机具有装置简单，功耗低，体积小，重量轻，同时具备悬浮支持和直线驱动功能。将磁悬浮永磁直线电机应用于数控机床中，省去了中间的机械传动机构，解决了削弱高精度数控机床中摩擦阻力的问题。

A magnetic levitation linear motor

The utility model discloses a magnetic levitation linear motor, which includes a stator and a motion above it, the stator has a rectangular structure of the coil skeleton slot, and the coil winding is wound in the coil skeleton slot; the actuator is a square tube structure composed of a permanent magnet array; in the coil, the winding is one of the coils. The sensing detection system is equipped with an incremental displacement sensor placed on the coil and the permanent magnet array side, and the sensing detection system also includes a close switch located at the stator and the end of the actuator. The motor has the advantages of simple device, low power consumption, small volume and light weight, and has the functions of suspension support and linear drive. The magnetic levitation permanent magnet linear motor is applied to the CNC machine tool, and the intermediate mechanical transmission mechanism is omitted, and the problem of reducing the friction resistance in the high precision CNC machine tool is solved.

【技术实现步骤摘要】
一种磁悬浮直线电机
本技术属于电机制造
，涉及一种磁悬浮直线电机。
技术介绍
长期以来，机械磨损是困扰电机使用寿命和稳定性的重要因素之一。直线电机领域，在飞行器弹射，数控机床等典型应用场景中，由于工作环境的恶劣，工件工作强度大，轴承损耗、润滑都是必须要考虑的因素。而随着技术的发展，拥有着无摩擦，无接触，能量转化效率高等优点磁悬浮直线电机的出现，则为这些场景提供了更加有效可靠的解决方案。现有的飞行器弹射的主要方式包括燃气蒸汽弹射、火箭助推等多种形式，它们存在的主要问题是可重复利用性低，并且能量利用率不高，存在的机械摩擦也是制约系统稳定性和使用寿命的因素之一。相比燃气蒸汽弹射,燃气蒸汽弹射的结构制造突破困难巨大,而磁悬浮电磁助推方式可扩容性更强,弹射效率更高；相比火箭助推方式,磁悬浮电磁助推方式速度可控性更强,更适用于较长时间(几十秒级)的助推加速，并且实现了可重复使用的特性，维护和运营成本更低。另一方面，摩擦阻力是制约数控机床直线驱动的重要因素，同时结构复杂带来了惯性质量的增大，影响了系统的响应性能。将磁悬浮永磁直线电机应用于数控机床中，省去了中间的机械传动机构，解决了削弱高精度数控机床中摩擦阻力的问题。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种具有装置简单，功耗低，体积小，重量轻，同时具备用一套定子绕组同时实现悬浮支持和直线驱动两种功能的磁悬浮永磁直线电机。为达到上述目的，本技术的实施例采用如下技术方案：根据本技术提供的一个实施例，本技术提供了一种磁悬浮直线电机，包括一个定子和一个置于其上方的动子，所述定子具有矩形结构的线圈骨架槽，线圈绕组绕制于所述线圈骨架槽中；所述动子为方筒形的永磁体阵列结构；在所述线圈绕组一侧设有传感检测系统，传感检测系统上设有一个置于线圈绕组和方筒形的永磁体阵列侧的增量式位移传感器，传感检测系统上还包括一个设在定子与动子一端的接近开关。作为优选，所述定子上的线圈绕组由8匝线圈组成，其相间两两串联，构成四相绕组。作为优选，所述动子方筒形的永磁体阵列由8个永磁体组成，构成与定子上的8匝线圈相对应的增强其单边磁场的永磁体Halbach阵列。作为优选，所述传感检测系统中的接近开关架设在L型基座上，接近开关与动子端面相对应。作为优选，所述增量式位移传感器设在一个框型槽的内侧面上，与方筒形结构的永磁体阵列侧面相对应，框型槽下方凹槽与线圈绕组相对应。进一步，所述线圈绕组、增量式位移传感器和接近开关均连接到开关电源上。本技术的有益效果是：1.本技术通过调控线圈绕组各相电流大小，运用一套线圈绕组和永磁体结构，同时实现了对动子的悬浮及驱动。2.本技术不需要任何支承轴承即可实现定子与动子间无机械接触、无摩擦磨损的相对运动，具有能量利用率高、寿命长等优点。3.本技术动子和定子均为方筒形结构，定子线圈固定于线圈骨架槽中，动子永磁体阵列规则，电机结构简单，易于制造和安装。附图说明图1是本技术磁悬浮直线电机的装配简图；图2是本技术磁悬浮直线电机中线圈的结构图；图3是本技术磁悬浮直线电机中动子的结构图；图4是本技术磁悬浮直线电机中定子的结构图；图5(a)、(b)分别是本技术磁悬浮直线电机中传感器系统的结构图。图中，1.定子，2.动子，3.传感检测系统，4.线圈骨架，5.线圈绕组，6.方筒形结构，7.永磁体阵列，8.接近开关，9.增量式位移传感器，10-17.线圈。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本技术进行详细说明。如图1-5所示，一种磁悬浮直线电机，包括定子1和设在定子1上方的动子2，定子1具有矩形结构的线圈骨架槽，线圈绕组5绕制于所述线圈骨架4槽中；动子2为由永磁体阵列7排布构成的方筒形结构6；线圈绕组5一侧设有传感检测系统3，传感检测系统3上设有一个置于线圈绕组5和永磁体阵列侧的增量式位移传感器9，传感检测系统3上还包括一个设在定子1与动子2一端的接近开关8。其中，定子上的线圈绕组由8匝线圈组成，其相间两两串联，构成四相绕组。如图2所示，线圈10、11、12、13构成左侧四个绕组，线圈14、15、16、17构成右侧四个绕组。如图3所示，动子的方筒形结构由8个永磁体组成永磁体阵列，构成与定子上的8匝线圈相对应的增强其磁场的永磁体Halbach阵列。如图5(a)、(b)所示，传感检测系统3中的接近开关8架设在L型基座上，增量式位移传感器9设在一个框型槽的内侧面上，与方筒形结构的永磁体阵列侧面相对应，框型槽下方凹槽与线圈绕组5相对应。当对线圈绕组中的某一相通电时，动子将受到竖直悬浮力或水平驱动力，通过调控线圈绕组各相电流大小即可完成对动子的悬浮及驱动。装置运行时，对线圈绕组通电，使得动子向左运动至某固定位置，触发接近开关，完成动子初始定位，增量式位移传感器检测动子位置变化，结合初始定位获得动子准确位置，根据动子位置改变线圈绕组通电方式，动子将按要求方向运动。本技术并不局限于上述实施例，在本技术公开的技术方案的基础上，本领域的技术人员根据所公开的
技术实现思路
，不需要创造性的劳动就可以对其中的一些技术特征作出一些替换和变形，这些替换和变形均在本技术的保护范围内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种磁悬浮直线电机，其特征在于：包括一个定子和一个置于其上方的动子，所述定子具有矩形结构的线圈骨架槽，线圈绕组绕制于所述线圈骨架槽中；所述动子为由永磁体阵列排布构成的方筒形结构；在所述线圈绕组一侧设有传感检测系统，传感检测系统上设有一个置于线圈绕组和永磁体阵列侧的增量式位移传感器，传感检测系统上还包括一个设在定子与动子一端的接近开关。

【技术特征摘要】
1.一种磁悬浮直线电机，其特征在于：包括一个定子和一个置于其上方的动子，所述定子具有矩形结构的线圈骨架槽，线圈绕组绕制于所述线圈骨架槽中；所述动子为由永磁体阵列排布构成的方筒形结构；在所述线圈绕组一侧设有传感检测系统，传感检测系统上设有一个置于线圈绕组和永磁体阵列侧的增量式位移传感器，传感检测系统上还包括一个设在定子与动子一端的接近开关。2.根据权利要求1所述的一种磁悬浮直线电机，其特征在于：所述定子上的线圈绕组由8匝线圈组成，其相间两两串联，构成四相绕组。3.根据权利要求1所述的一种磁悬浮直线电机，其特征在于：所述动...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄雨森，李修远，郭建非，黄龙浩，李阳，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：新型
国别省市：陕西,61