一种直线电机的初级结构及其制作工艺制造技术

本发明专利技术属于直线电机领域，特别涉及一种直线电机的初级结构及其制作工艺，旨在解决现有直线电机初级结构槽满率低、累计误差大等问题，提供一种尺寸精度高、槽满率高、磁性能好的直线电机初级结构，包括铁芯和绕组，铁芯为分体结构，包括齿部和轭部，齿部包含多个铁芯齿，铁芯齿分别与轭部榫卯连接，铁芯齿之间形成铁芯槽；绕组绕制于铁芯齿上，并容置于铁芯槽内。制作时，先分别加工出齿部和轭部，然后将制备好绕组安装于齿部上，再将轭部安装于齿部使榫槽和榫头相互配合，通过固化手段将其固定。

【技术实现步骤摘要】
一种直线电机的初级结构及其制作工艺
本专利技术属于直线电机领域，特别涉及一种直线电机的初级结构及其制作工艺。
技术介绍
永磁直线电机具有结构简单、动态响应快，无背隙的特点，被广泛应用于航天航海、交通运输以及机床制造等行业。传统永磁直线电机的初级常为一体式铁芯或拼块式铁芯结构，一体式铁芯结构因绕线工艺能力的限制，电机的槽满率通常较低；而拼块式铁芯结构虽可达到较高的槽满率，但组装后整体尺寸累计误差大，电机整体刚度小。另外，受结构限制现有初级铁芯只能采用无取向硅钢制作，无法获得更高的磁性能。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种尺寸精度高、槽满率高、磁性能好的直线电机初级结构及其制作工艺。为了解决上述技术问题，本专利技术是通过以下技术方案实现的：一方面，一种直线电机的初级结构，包括铁芯和绕组，所述铁芯为分体结构，包括齿部和轭部，齿部包含多个铁芯齿，铁芯齿分别与轭部榫卯连接，铁芯齿之间形成铁芯槽；绕组绕制于铁芯齿上，并容置于铁芯槽内。上述一种直线电机的初级结构，所述轭部上均匀设置有若干榫槽，铁芯齿的根部分别设置有榫头，铁芯齿与轭部通过榫槽与榫头的配合连接在一起。上述一种直线电机的初级结构，所述铁芯齿在齿顶部依次连接为一体结构，所述铁芯槽为闭口槽。上述一种直线电机的初级结构，所述铁芯齿之间相互独立，所述铁芯槽为开口槽或半闭口槽。上述一种直线电机的初级结构，所述绕组可以是分布式绕组，也可以是集中式绕组。上述一种直线电机的初级结构，所述齿部和轭部可采用无取向硅钢片制成，也可采用取向硅钢片制成；采用取向硅钢片时，齿部的取向硅钢片轧制方向与铁芯齿的磁力线走向平行，轭部的取向硅钢片轧制方向与轭部的磁力线走向平行。另一方面，一种直线电机初级结构的制作工艺，包括：A．制备齿部和轭部，齿部上均匀加工出铁芯齿，齿顶部连接为一体，每一个铁芯齿的齿根部加工出榫头；同时在轭部上均匀加工出榫槽；B．制备绕组，并将绕组安装于齿部上；C．将轭部安装于齿部上，使榫槽和榫头相互配合；D．使用导热绝缘固化胶将齿部和轭部固定在一起；E．对结构内部进行电路连接。上述一种直线电机初级结构的制作工艺，所述步骤E之后还包括：F．使用导热绝缘固化胶对结构整体进行灌封；G．根据设计要求对铁芯齿齿顶部的连接部分进行加工，形成符合深度要求的闭口槽、或开口槽或半闭口槽结构。上述一种直线电机初级结构的制作工艺，步骤B中所述绕组为集中式绕组时，通过绝缘支架进行制备和安装，具体方法包括：B1．制作绝缘支架，绝缘支架内部中空，可与铁芯齿嵌套配合；B2．在胎具内对绝缘支架进行绕线，完成绕组制备；B3．将带有绕组的绝缘支架一一安装到铁芯齿上。与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：本专利技术采用齿轭分离的结构形式，绕组制作不受槽口结构和尺寸限制，大大提升了槽满率，而且不存在累计误差，保证了整体尺寸精度；同时，制作工艺简单、流畅，易于实现自动化生产。另外，本专利技术齿部和轭部不仅能够采用无取向硅钢片，也可分别采用轧制方向与自身磁感线走向相一致的取向硅钢片，能够大大提升初级铁芯的磁性能，使电机整体饱和工作点提高，有利于提高齿部磁通密度和气隙磁通密度，进而提高电机单位体积推力密度；同时取向硅钢片垂直于轧制方向的磁导率低，有益于抑制电机齿顶漏磁，进而减小电机推力波动。附图说明图1是本专利技术闭口槽结构示意图。图2是本专利技术齿部结构示意图。图3是本专利技术轭部结构示意图。图4是本专利技术加工后形成的开口槽结构示意图。图5是本专利技术加工后形成的半闭口槽结构示意图。图6是本专利技术制作工艺流程图。图7是本专利技术绕组制作及安装方法流程图。图8是本专利技术绝缘支架结构示意图。图9是本专利技术绝缘支架在胎具内绕线结构示意图。图10是本专利技术绝缘支架安装结构示意图。具体实施方式下面结合附图与具体实施方式对本专利技术作进一步详细描述。结合图1至图3所示，本专利技术的一种直线电机的初级结构，包括铁芯1和绕组2。铁芯1为分体结构，由齿部11和轭部12榫卯而成。齿部11包括均匀分布的铁芯齿111，铁芯齿111在齿顶端通过连接部114连接为一个整体，铁芯齿111之间形成铁芯槽112，绕组2绕制于铁芯齿111上，并容置于铁芯槽112内。每一个铁芯齿111的齿根部还设置有燕尾型榫头113。轭部12上均匀设置有燕尾型榫槽121，燕尾型榫头113与燕尾型榫槽121相互配合，可将铁芯齿111一一安装于轭部12上，从而使齿部11与轭部12连接形成闭口槽结构。如图4和图5所示，通过对齿部11的连接部114进行加工，可进一步形成半闭口槽结构（图5），或者开口槽结构（图4）。本实施例的齿部11和轭部12分别采用取向硅钢片制成，能够获得较高的磁性能，如图2和图3所示，齿部11的取向硅钢片轧制方向S平行于铁芯齿111，即与铁芯齿111的磁力线走向平行，轭部12的取向硅钢片轧制方向N与轭部的磁力线走向平行。除此之外，本专利技术的齿部11和轭部12也可采用无取向硅钢片制成。图6显示了本专利技术的制作工艺流程，具体包括：步骤100，制备齿部和轭部，齿部上均匀加工出铁芯齿，齿顶部连接为一体，每一个铁芯齿的齿根部加工出榫头；同时在轭部上均匀加工出榫槽；步骤200，制备绕组，并将绕组安装于齿部上；步骤300，将轭部安装于齿部上，使榫槽和榫头相互配合；步骤400，使用导热绝缘固化胶将齿部和轭部固定在一起；步骤500，对结构内部进行电路连接；步骤600，使用导热绝缘固化胶对结构整体进行灌封；步骤700，根据设计要求对铁芯齿齿顶部的连接部分进行加工，形成符合深度要求的闭口槽、或开口槽或半闭口槽结构。图7显示了本专利技术采用集中式绕组时，步骤200的具体操作方法，包括：步骤201，制作绝缘支架，如图8所示，绝缘支架3内部中空，可与铁芯齿嵌套配合；步骤202，如图9所示，将绝缘支架3安装于胎具4和5上，对绝缘支架3进行绕线，完成绕组制备；步骤203，如图10所示，将带有绕组的绝缘支架3一一安装到铁芯齿111上。尽管上文对本专利技术进行了详细说明，但是本专利技术不限于此，本领域技术人员可以根据本专利技术的原理进行各种修改。因此，凡按照本专利技术原理所作的修改，都应当理解为落入本专利技术的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种直线电机的初级结构，包括铁芯和绕组，其特征在于，所述铁芯为分体结构，包括齿部和轭部，齿部包含多个铁芯齿，铁芯齿分别与轭部榫卯连接，铁芯齿之间形成铁芯槽；绕组绕制于铁芯齿上，并容置于铁芯槽内。/n

【技术特征摘要】
1.一种直线电机的初级结构，包括铁芯和绕组，其特征在于，所述铁芯为分体结构，包括齿部和轭部，齿部包含多个铁芯齿，铁芯齿分别与轭部榫卯连接，铁芯齿之间形成铁芯槽；绕组绕制于铁芯齿上，并容置于铁芯槽内。


2.根据权利要求1所述的一种直线电机的初级结构，其特征在于，所述轭部上均匀设置有若干榫槽，铁芯齿的根部分别设置有榫头，铁芯齿与轭部通过榫槽与榫头的配合连接在一起。


3.根据权利要求2所述的一种直线电机的初级结构，其特征在于，所述铁芯齿在齿顶部依次连接为一体结构，所述铁芯槽为闭口槽。


4.根据权利要求2所述的一种直线电机的初级结构，其特征在于，所述铁芯齿之间相互独立，所述铁芯槽为开口槽或半闭口槽。


5.根据权利要求1至4任意一项所述的一种直线电机的初级结构，其特征在于，所述绕组可以是分布式绕组，也可以是集中式绕组。


6.根据权利要求1至4任意一项所述的一种直线电机的初级结构，其特征在于，所述齿部和轭部可采用无取向硅钢片制成，也可采用取向硅钢片制成；采用取向硅钢片时，齿部的取向硅钢片轧制方向与铁芯齿的磁力线走向平行，轭部的取向硅钢片轧制方向与轭部的磁力线走向平行。


7.根据权利要求5所述的一种直线电机的初级结构，其特征在于，所述齿部和轭部...

【专利技术属性】
技术研发人员：郝凌霄，付江寒，吴立英，石忠东，黄晓雷，
申请(专利权)人：北京精雕科技集团有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11