低电磁力波动的永磁直线同步电机制造技术

本发明专利技术提供一种低电磁力波动的永磁直线同步电机，属于直线电机技术领域，初级铁心还包括两端各设有一第一辅助极，第一辅助极的外侧设有对应的第二辅助极；第一辅助极的外侧面为由多个第一端面依次排列构成的第一阶梯面；第二辅助极由多个与第一端面相对应的辅助块依次连接构成阶梯结构；辅助块上与第一端面相对的一面为第二端面，与第二端面相对的一面为第三端面，所有第二端面形成第二阶梯面，所有第三端面形成第三阶梯面。本发明专利技术通过设置阶梯式双辅助极结构，降低了加工难度并增加了直线电机初级的机械强度，同时，在不改变现有直线电机制作工艺的前提下，获得了良好的抑制电磁力波动(推力波动和法向力波动)的效果。

Permanent magnet linear synchronous motor with low electromagnetic force fluctuation

【技术实现步骤摘要】
低电磁力波动的永磁直线同步电机
本专利技术涉及直线电机
，具体涉及一种可抑制电磁力波动的低电磁力波动的永磁直线同步电机。
技术介绍
永磁直线同步电机具有高推力密度、高效率等显著优点。随着近年来，永磁材料和电力电子器件控制技术的发展，传统的永磁直线同步电机的性能越来越好，被广泛应用于高精度数控机床、光刻机、3C产品制造成套装备、高速物流和无绳电梯等。但由于永磁直线同步电机不同于旋转电机，其初级与次级的两端断开，且长度不等，导致产生端部效应，即会产生电磁力波动(推力波动和法向力波动)，因此，限制了永磁直线同步电机在高精度伺服驱动领域的应用。为抑制永磁直线同步电机的电磁力波动，一种有效的方法是使用辅助极方法。现有利用辅助极抑制电磁力波动的技术是利用不导磁的铝制连接板将辅助极与初级铁心连接起来。这种方法导致初级结构复杂、结构强度差、可靠性低等缺点。与此同时，传统辅助极抑制电磁力波动虽具有一定的效果，但无法满足高精度伺服系统的要求。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种可避免隔磁铝板的使用、简化初级复杂程度、增强结构强度、提高可靠性、抑制电磁力波动的效果的低电磁力波动的永磁直线同步电机，以解决上述
技术介绍
中存在的至少一项技术问题。为了实现上述目的，本专利技术采取了如下技术方案：本专利技术提供一种低电磁力波动的永磁直线同步电机，包括初级和次级，所述初级包括初级铁心，初级铁心上开设有电枢槽，相邻电枢槽间为电枢齿，电枢槽内设有电枢绕组；所述次级包括次级磁轭以及设于次级磁轭上的由多个永磁体依次排列组成的永磁体阵列，所述初级铁心还包括两端各设有一第一辅助极，所述第一辅助极的外侧设有对应的第二辅助极；所述第一辅助极的外侧面为第一阶梯面，所述第一阶梯面由多个第一端面依次排列构成；所述第二辅助极由多个与所述第一端面相对应的辅助块依次连接构成阶梯结构；所述辅助块上与所述第一端面相对的一面为第二端面，所述辅助块上与所述第二端面相对的一面为第三端面；所有所述第二端面形成第二阶梯面，所有所述第三端面形成第三阶梯面。优选的，所述第一阶梯面、所述第二阶梯面和所述第三阶梯面均以所述初级铁心的长度方向上的垂直平分面为对称面。优选的，位于所述初级铁心同一端的所述第一端面至该同一端的边缘的距离在由靠近所述垂直平分面至远离所述垂直平分面的方向上依次增大或减小；在所述初级铁心的长度方向上，分别位于所述垂直平分面的两侧的相邻的两个所述第一端面间的距离相等；每一对第一端面和第二端面的距离均相等；所述第一端面的宽度和所述辅助块的宽度相等。优选的，所述第一端面的数量为8个，所述辅助块的数量与所述第一端面的数量相对应。优选的，所述初级铁心一端上距离该端的边缘最远的第一端面至所述初级铁心另一端上距离该另一端的边缘最远的第一端面的距离为：l＝n×bs；其中，n表示正整数，bs表示相邻电枢齿间的齿距；优选的，所述第一端面和所述辅助块的宽度为：其中，lef表示所述初级铁心的宽度。优选的，相对的所述第一端面和所述第二端面间的距离为：其中，τ表示相邻两个永磁体间的极距。优选的，位于所述初级铁心同一端的4个所述第三端面至该同一端的边缘的距离分别为0、和优选的，在所述初级铁心的长度方向上，所述辅助块的长度为优选的，所述初级铁心由多个硅钢片依次排列组成。本专利技术有益效果：通过设置阶梯式双辅助极结构，降低了加工难度并增加了直线电机初级的机械强度，同时，在不改变现有直线电机制作工艺的前提下，获得了良好的抑制电磁力波动的效果。本专利技术附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例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为本专利技术实施例1所述的低电磁力波动的永磁直线同步电机的立体结构图。图2为本专利技术实施例1所述的低电磁力波动的永磁直线同步电机的初级铁心的结构图。图3为本专利技术实施例1所述的低电磁力波动的永磁直线同步电机的初级铁心的结构图。图4为本专利技术实施例1所述的低电磁力波动的永磁直线同步电机的次级的结构图。图5为本专利技术实施例2所述的低电磁力波动的永磁直线同步电机的立体结构图。图6为本专利技术实施例2所述的低电磁力波动的永磁直线同步电机的初级铁心的结构图。图7为本专利技术实施例2所述的低电磁力波动的永磁直线同步电机的初级铁心的结构图。图8为本专利技术实施例3所述的低电磁力波动的永磁直线同步电机的立体结构图。图9为本专利技术实施例4所述的低电磁力波动的永磁直线同步电机的立体结构图。图10为本专利技术实施例所述的组成所述初级铁心的硅钢片的结构图。其中：1-初级铁心；2-电枢槽；3-电枢齿；4-电枢绕组；5-次级磁轭；6-永磁体；7-第一辅助极；8-第二辅助极；9-第一阶梯面；10、101、102、103、104-第一端面；11-辅助块；12、121、122、123、124-第二端面；13、131、132、133、134-第三端面；14-第二阶梯面；15-第三阶梯面；16-第一硅钢片；17-第二硅钢片；18-第三硅钢片；19-第四硅钢片。具体实施方式下面详细叙述本专利技术的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本专利技术，而不能解释为对本专利技术的限制。本
技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本专利技术所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。本
技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本专利技术的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件和/或它们的组合。在本专利的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利的限制。在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种低电磁力波动的永磁直线同步电机，包括初级和次级，所述初级包括初级铁心(1)，初级铁心(1)上开设有电枢槽(2)，相邻电枢槽(2)间为电枢齿(3)，电枢槽(2)内设有电枢绕组(4)；所述次级包括次级磁轭(5)以及设于次级磁轭(5)上的由多个永磁体(6)依次排列组成的永磁体阵列，其特征在于：/n所述初级铁心(1)还包括两端各设有一第一辅助极(7)，所述第一辅助极(7)的外侧设有对应的第二辅助极(8)；/n所述第一辅助极(7)的外侧面为第一阶梯面(9)，所述第一阶梯面(9)由多个第一端面(10)依次排列构成；/n所述第二辅助极(8)由多个与所述第一端面(10)相对应的辅助块(11)依次连接构成阶梯结构；所述辅助块(11)上与所述第一端面(10)相对的一面为第二端面(12)，所述辅助块(11)上与所述第二端面(12)相对的一面为第三端面(13)；/n所有所述第二端面(12)形成第二阶梯面(14)，所有所述第三端面(13)形成第三阶梯面(15)。/n

【技术特征摘要】
1.一种低电磁力波动的永磁直线同步电机，包括初级和次级，所述初级包括初级铁心(1)，初级铁心(1)上开设有电枢槽(2)，相邻电枢槽(2)间为电枢齿(3)，电枢槽(2)内设有电枢绕组(4)；所述次级包括次级磁轭(5)以及设于次级磁轭(5)上的由多个永磁体(6)依次排列组成的永磁体阵列，其特征在于：
所述初级铁心(1)还包括两端各设有一第一辅助极(7)，所述第一辅助极(7)的外侧设有对应的第二辅助极(8)；
所述第一辅助极(7)的外侧面为第一阶梯面(9)，所述第一阶梯面(9)由多个第一端面(10)依次排列构成；
所述第二辅助极(8)由多个与所述第一端面(10)相对应的辅助块(11)依次连接构成阶梯结构；所述辅助块(11)上与所述第一端面(10)相对的一面为第二端面(12)，所述辅助块(11)上与所述第二端面(12)相对的一面为第三端面(13)；
所有所述第二端面(12)形成第二阶梯面(14)，所有所述第三端面(13)形成第三阶梯面(15)。


2.根据权利要求1所述的低电磁力波动的永磁直线同步电机，其特征在于：所述第一阶梯面(9)、所述第二阶梯面(14)和所述第三阶梯面(15)均以所述初级铁心(1)的长度方向上的垂直平分面为对称面。


3.根据权利要求2所述的低电磁力波动的永磁直线同步电机，其特征在于：位于所述初级铁心(1)同一端的所述第一端面(10)至该同一端的边缘的距离在由靠近所述垂直平分面至远离所述垂直平分面的方向上依次增大或减小；
在所述初级铁心(1)的长度方向上，分别位于所述垂直平分面的两侧的相邻的两个所述第一端面(10)间的距离相等；
每一对第一端面(1...

【专利技术属性】
技术研发人员：张超，张立伟，申璐，
申请(专利权)人：北京交通大学，
类型：发明
国别省市：北京;11