一种平面磁通切换型永磁电机制造技术

本发明专利技术公开了一种平面磁通切换型永磁电机，所述永磁电机包括：基座，安装在所述基座上的定子阵列，安装在所述基座上且沿着坐标轴Y方向设置的第一直线导轨，设置在所述第一直线导轨上的第二直线导轨，所述第二直线导轨沿着坐标轴X方向设置，所述第二直线导轨上设置有运动平台；所述运动平台包括：分别沿坐标轴X方向与坐标轴Y方向设置的两个运动平台，且每个运动平台包括多个动子块；每一个动子块由两个U型铁芯、永磁体以及线圈组成。本发明专利技术的永磁电机具有结构简单、成本低、行程大、精度高，效率高、力脉动小等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种平面磁通切换型永磁电机
本专利技术涉及电动机
，具体涉及一种平面磁通切换型永磁电机。
技术介绍
在微电子制造、超精密加工等领域急需高精度、高速度的平面驱动装置。目前广泛使用的传统平面驱动装置，由两台旋转电机配合齿轮、丝杆等运动转换机构相互叠加而组成。随着电机技术的发展，出现了平面电机。与传统平面驱动装置相比，平面电机摒弃了运动转换机构，直接利用电能产生平面运动，具有结构简单、成本低、可靠性高、精度高、速度快等优点，在高精度平面驱动装置中极具发展前景。现有的平面电机包括平面永磁同步电机、平面直流电机、平面感应电机、平面变磁阻式电机。但是，现有的平面电机无法同时具备结构简单、成本低、大行程、精度高、效率高、力脉动小的优点。因此，现有技术还有待于改进和发展。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种平面磁通切换型永磁电机，旨在解决现有技术中的平面电机同时具备结构简单、成本低、大行程、精度高、效率高、力脉动小等问题。本专利技术解决技术问题所采用的技术方案如下：一种平面磁通切换型永磁电机，其中，所述永磁电机包括：基座，安装在所述基座上的定子阵列，安装在所述基座上且沿着坐标轴Y方向设置的第一直线导轨，设置在所述第一直线导轨上的第二直线导轨，所述第二直线导轨沿着坐标轴X方向设置，所述第二直线导轨上设置有运动平台；所述运动平台包括：分别沿坐标轴X方向与坐标轴Y方向设置的两个运动平台，且每个运动平台包括多个动子块；每一个动子块由两个U型铁芯、永磁体以及线圈组成。所述的平面磁通切换型永磁电机，其中，所述两个U型铁芯并排设置，且永磁体设置在U型铁芯的中间，所述线圈放置在两个U型铁芯的U型槽中，U型铁芯、永磁铁与线圈构成一个动子块的整体。所述的平面磁通切换型永磁电机，其中，所述动子块包括：3个负责X方向运动的第一动子块以及3个负责Y方向运动的第二动子块；所述第一动子块与所述第二动子块相互垂直放置。所述的平面磁通切换型永磁电机，其中，定子阵列由多个定子块拼接而成。所述的平面磁通切换型永磁电机，其中，所述定子块由硅钢片堆叠而成。所述的平面磁通切换型永磁电机，其中，所述定子块设置成凸字形结构。所述的平面磁通切换型永磁电机，其中，所述定子块上设置有用于与其他定子块拼接成一体的连接部，以及用于使其他定子块与自身连接成一体的安装部。所述的平面磁通切换型永磁电机，其中，所述永磁电机的电磁推力随着动子块的U型铁芯的宽度的增加而增加，且在U型铁芯增加一定值后，电磁推力随着U型铁芯的宽度的增加而减小。所述的平面磁通切换型永磁电机，其中，所述永磁电机的电磁推力与永磁铁的长度成正比；电机齿槽力也与永磁铁的长度成正比。所述的平面磁通切换型永磁电机，其中，永磁电机满足几何关系：τu＝1.5τs＝0.5τm、以及wm＝kτs，其中，τu为动子块的齿距，τm为动子块的极距，τs为定子块的极距，λ为相邻动子块间的距离，n为大于1的正整数，wm为动子块厚度，k为正整数。本专利技术的有益效果：本专利技术通过将平面技术与磁通切换电机技术结合，形成平面磁通切换型永磁电机，结构简单，成本低，并通过采用两个不同运动方向的运动平台，有效增大了行程，提高了精度与电机效率，降低了力脉动。附图说明图1是本专利技术的平面磁通切换型永磁电机的结构示意图。图2是本专利技术的平面磁通切换型永磁电机的动子块的结构示意图。图3是本专利技术的平面磁通切换型永磁电机的动子块的尺寸标识图。图4是本专利技术的平面磁通切换型永磁电机的定子阵列的拼接形式示意图。图5是本专利技术的平面磁通切换型永磁电机的单个定子块的结构示意图。图6本专利技术的平面磁通切换型永磁电机的电磁推力与电流的关系图。图7本专利技术的平面磁通切换型永磁电机的动子块的优化前后对比图。图8本专利技术的平面磁通切换型永磁电机的电磁推力与U型铁芯宽度的关系图。图9本专利技术的平面磁通切换型永磁电机的电机齿槽力与不同永磁铁长度的关系图。图10本专利技术的平面磁通切换型永磁电机的电磁推力与不同永磁铁长度的关系图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本专利技术进一步详细说明。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。随着电机技术的发展，现有的平面电机包括平面永磁同步电机、平面直流电机、平面感应电机、平面变磁阻式电机。平面永磁同步电机具有效率高、出力大、响应快、精度高、结构较复杂、成本较高、力脉动大、可靠性低的特点，平面直流电机具有力脉动大、精度高、行程短、出力小的特点，平面感应电机具有行程大、负载大、结构较复杂、速度较低、精度较低的特点，平面变磁阻式电机具有结构简单、行程大、可靠性高、精度较高、效率低、出力小、力脉动大的特点。可见，现有的平面电机无法同时具备结构简单、成本低、大行程、精度高、效率高、力脉动小的优点。为了解决上述问题，本专利技术提供一种平面磁通切换型永磁电机，具体如图1所示。所示永磁电机具体包括：基座10，设置在所述基座10上的定子阵列20，安装在所述基座10上且沿着坐标轴Y方向设置的第一直线导轨30，设置在所述第一直线导轨30上的第二直线导轨40，所述第二直线导轨40沿着坐标轴X方向设置，所述第二直线导轨40上设置有运动平台50。参照图1中可以看出，由于第一直线导轨30是沿着Y轴方向设置的，因此第二直线导轨40就可以沿着Y轴方向运动。而第二直线导轨40是沿着X方向设置的，且第二直线导轨40上又设置有运动平台50，因此运动平台是可以在第二直线导轨40上运动的(即沿着X方向运动)，由此可见，本专利技术中当第二直线导轨40在第一直线导轨30的运动时，可以带动运动平台50实现Y方向的运动，运动平台50本身在第二直线导轨40上的运动即可实现X方向的运动，进而使得运动平台50实现两个方向的运动，有效增大了运动平台50的行程。进一步地，本专利技术中的运动平台50分成两个部分，即分别沿着X方向与Y方向设置的两个运动平台，每个运动平台均包括多个动子块。具体地，参照图1，本实施例中的动子块分为：3个负责X方向运动的第一动子块(图1中的XA、XB、XC)以及3个负责Y方向运动的第二动子块(图1中的YA、YB、YC)；所述第一动子块与所述第二动子块垂直。也就是说，本实施例中，沿着X方向设置的运动平台上设置有第一动子块，第一动子块用于使运动平台在X方向运动(即在第二直线导轨40上运动)；而沿着Y方向设置的运动平台上设置有第二动子块，第二动子块可以控制第二直线导轨40在第一直线导轨30上运动，从而实现Y方向的运动。进一步地，本实施例的动子块(第一动子块与第二动子块)均由两个U型铁芯1、永磁体2以及线圈3组成。如图2中所示，两个U型铁芯1并排设置，且永磁体2设置在U型铁芯1的中间，所述线圈3放置在两个U型铁芯1的U型槽中，U型铁芯1、永磁铁2与线圈3构成一个动子块的整体。此外，本实施例中的定子阵列20是由多个定子块210拼接而成，具体如图4和图5中所示。本实施例中的定子块210是钢片堆叠而成，且设置成凸字形结构。定子块210上设置有用于与其他定子块拼接成一体的连接部211，以及用于使其他定子块与自身连接成一体的安装部222，这样可以使得多个定子块210相互拼接(即图4中所示的拼接)，形成一个定子阵列本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种平面磁通切换型永磁电机，其特征在于，所述永磁电机包括：基座，安装在所述基座上的定子阵列，安装在所述基座上且沿着坐标轴Y方向设置的第一直线导轨，设置在所述第一直线导轨上的第二直线导轨，所述第二直线导轨沿着坐标轴X方向设置，所述第二直线导轨上设置有运动平台；所述运动平台包括：分别沿坐标轴X方向与坐标轴Y方向设置的两个运动平台，且每个运动平台包括多个动子块；每一个动子块均由两个U型铁芯、永磁体以及线圈组成。

【技术特征摘要】
1.一种平面磁通切换型永磁电机，其特征在于，所述永磁电机包括：基座，安装在所述基座上的定子阵列，安装在所述基座上且沿着坐标轴Y方向设置的第一直线导轨，设置在所述第一直线导轨上的第二直线导轨，所述第二直线导轨沿着坐标轴X方向设置，所述第二直线导轨上设置有运动平台；所述运动平台包括：分别沿坐标轴X方向与坐标轴Y方向设置的两个运动平台，且每个运动平台包括多个动子块；每一个动子块均由两个U型铁芯、永磁体以及线圈组成。2.根据权利要求1所述的平面磁通切换型永磁电机，其特征在于，所述两个U型铁芯并排设置，且永磁体设置在U型铁芯的中间，所述线圈放置在两个U型铁芯的U型槽中，U型铁芯、永磁铁与线圈构成一个动子块的整体。3.根据权利要求1所述的平面磁通切换型永磁电机，其特征在于，所述动子块包括：3个负责X方向运动的第一动子块以及3个负责Y方向运动的第二动子块；所述第一动子块与所述第二动子块相互垂直放置。4.根据权利要求3所述的平面磁通切换型永磁电机，其特征在于，定子阵列由多个定子块拼接而成。5.根据权利要求4所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹广忠，胡宏锦，黄苏丹，邱洪，符兴东，
申请(专利权)人：深圳大学，
类型：发明
国别省市：广东,44