直线电动机制造技术

当布置在电枢上的两个相邻磁极部分中心之间的间距被定义为τ↓［ｓ］时，布置在中间的永磁体的长度Ｗ与该间距τ↓［ｓ］相等（Ｗ＝τ↓［ｓ］）。分别被布置在永磁体磁极排的两端处的两个端部永磁体中每一个的长度标记为Ｗ１。长度Ｗ１与长度Ｗ的比值Ｗ１／Ｗ被限定为０．４３＜Ｗ１／Ｗ＜０．４９。通过这样的限定，直线电动机的齿槽效应转矩可以显著地减小。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种直线电动机。
技术介绍
公开号为11一308850的日本专利文献公开了一种包括定子和可动部件 的直线电动机，从而可动部件可以相对于定子做往复运动，以及还包括设置 在定子和可动部件之一上的电枢和设置在定子和可动部件的另一个上的永磁 体磁极排(magnetic pole row)。该直线电动机的电枢具有铁芯，该铁芯具有 三个或更多个沿可动部件的运动方向布置的磁极部分，以及分别围绕铁芯的 三个或更多个磁极部分缠绕的三相电枢绕组。永磁体磁极排具有非磁材料制 成的框架和设置在形成于框架内的通孔中的多个永磁体。这多个永磁体沿可动部件运动方向以给定间隔布置成排,从而使得N极和S极可以交替地布置。 永磁体磁极排被布置为与磁极部分具有给定间隙。在该直线电动机中，为了 减小齿槽效应转矩，分别布置在永磁体磁极排的两端上的两个永磁体中每一 个的长度Wl被设计为小于其余永磁体的长度W，其中Wl和W都是沿着运 动方向的长度，而且长度Wl和长度W之间的比值Wl/W被限定为 0.5<W1/W<0.6。另外，当形成电枢的多个磁极部分中的两个相邻磁极部分之 间的间距定义为ts，并且分别布置在永磁体磁极排两端的两个永磁体中一个 的中心和相邻的永磁体的中心之间的间距定义为A '时，间距A '和间距t s的 比值入'/丁5为0.9<入7、<1.0。然而，在目前传统的直线电动机中将齿槽效应转矩减小到足够小是不可 能实现的。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的是提供一种直线电动机，其中齿槽效应转矩可以被 减小到足够小。根据本专利技术改进得到的直线电动机包括定子和可动部件。电枢布置在定 子和可动部件中的一个之上。电枢包括沿着可动部件的运动方向设置的具有 三个或更多个磁极部分的铁芯和围绕铁芯布置并用于激励三个或更多个磁极 部分的三相电枢绕组。永磁体磁极排布置在定子和可动部件中的另外一个之 上。永磁体磁极排包括由磁性材料制成的基部，以及多个永磁体沿着运动方 向成一排地以特定间隔布置在基部，从而使得N极和S极交替设置。多个永 磁体被布置为以给定间隙面对三个或更多个磁极部分。分别布置在永磁体磁 极排的两端上的两个永磁体中每一个的长度Wl被设计为小于其余永磁体的W，其中Wl和W都是沿着运动方向测量的。每相每极的凹槽数为3/8。这 里，每相每极的凹槽数被定义为电枢的凹槽数除以永磁体磁极的极数得到的 数值然后再被电枢绕组的相数所除后得到的结果。在本专利技术的一个方面中，当形成电枢的多个磁极部分中的两个相邻磁极 部分中心之间的间距定义为t 5时，其余的多个永磁体的长度W被限定为W 二 t s，以及长度Wl和长度W之间的比值Wl/W被限定为0.43<W1/W<0.49。 在经过认真研究之后，本专利技术的专利技术人发现通过将比值Wl/W设定 0.43<W1/W<0.49，可以将齿槽效应转矩减小到实际应用中可接受的水平。还 应考虑到由于按照上面描述的那样布置永磁体(也就是当比值Wl/W被设定 在上述范围内时)，齿槽效应转矩可以被排除。当比值Wl/W为0.43或更小 时，或者比值W1/W为0.49或更大时，齿槽效应转矩将会增加到不可接受的 水平或者超过允许的水平。本专利技术是基于如下的发现当比值W1/W落入到 上面提到的范围之内时，齿槽效应转矩将会有最小值。在本专利技术的另一个方面中，直线电动机可以包括多个永磁体磁极排。当 布置在多个永磁体磁极排的一侧端部中的多个永磁体沿运动方向的长度各不 相同并且布置在一侧端部中的永磁体的平均长度定义为WIO，以及当布置在 多个永磁体磁极排的另一侧端部的多个永磁体沿运动方向的长度各不相同并 且布置在另一侧端部的永磁体的平均长度定义为W20时，永磁体磁极排可以 这样布置，从而使得平均长度W10与长度W的比值W10/W为 0.43<W10/W<0.49，以及平均长度W20与长度W的比值W20/W为 0.43<W20/W<0.49。上面所定义的比值范围对本专利技术是合适的。优选地，由非磁性材料制成的隔离物布置在多个永磁体中的两个相邻永磁体之间，以在它们之间形成隔离。以此方式，该隔离物的存在可以防止两 个相邻永磁体之间的电短路。该隔离物可以通过切割传统线材从而以低加工成本制成。 在本专利技术的进一步的一个方面，永磁体磁极排可以布置在可动部件上， 以及电枢可以布置在定子上。在这种布置情况下，基部可以形成为圆筒或圆 柱形，哲及多个永磁体可以被固定在该基部的内周表面上。定子可以部分地 布置在可动元件的内部。电枢可以在可动部件的运动方向上在两个端部处通 过定子固定装置被固定在基座上。导块可以被固定到可动部件以及导块可以 可滑动地被布置在基座上的导轨支撑。因此，当导块在导轨上滑动时，该可 动部件可以相对于定子沿着运动方向运动。按照这种布置，可以以简单的设 置来使可动部件相对于定子运动。附图说明附图1是根据本专利技术一个实施例的直线电动机的剖面图。 附图2是附图1的部分放大图。附图3是示出了在测试中使用的直线电动机的齿槽效应转矩和比值 Wl/W之间的关系的曲线。附图4是示出了本专利技术的移动部件和比较例子的直线电动机的齿槽效应 转矩和偏移量之间关系的曲线，其中在这些直线电动机中比值Wl/W是不同 的。附图5是示出了根据本专利技术的另一个实施例的8个永磁体磁极排中的一 半(4个)的分解平面视图。附图6是示出了根据本专利技术进一步的实施例的直线电动机的部分放大视图。具体实施例方式下面将参考附图来描述本专利技术的优选实施例。附图1是根据本专利技术一个 实施例的圆筒形直线电动机的剖面图。如附图1所示，该实施例的直线电动 机包括定子1和可动部件3。定子1包括具有铁芯5和多个电枢绕组7的电枢 9。该铁芯5具有圆筒形的支架(yoke) 5a和从支架5a延伸的多个磁极部分5b。在相邻的两个磁极部分5b之间形成有环形凹槽。多个电枢绕组7在圆筒形支架圆周方向上隔着绝缘体分别围绕着多个环形凹槽而缠绕。在这个实施例中，多个电枢绕组7被布置以使得三相按照U相、-U相、U相、V相、-V 相、V相、W相、-W相、W相的顺序布置。在日本专利申请公开文献NO.U —332211 (JP11-332211A)和其它文献中已经对从电枢出发的磁通量的流向进行了解释。 '铜箱6a被设置在圆筒形支架5a的内部。冷却水通过输送管道6b被输送 给箱6a以及通过排放管道6c排放。因此冷却水在铜箱6a中循环以冷却电枢 9。可动部件3包括由软磁材料例如硅钢片制成的圆筒形基部11，和连接到 基部11的内周表面上的永磁体磁极排15。永磁体磁极排15具有多个(该实 施例中为9个)永磁体Pl到P9。电枢9被部分地布置到永磁体磁极排15内 部，该永磁体磁极排15是圆筒形的，以使得永磁体P1到P9和多个磁极部分 5b可以彼此面对。可动部件3沿着铁芯5的支架5a的延伸方向(就是被箭头 Dl标识的运动方向)做往复运动。永磁体磁极排15的永磁体P1到P9，也 就是说，从第1个到第M个永磁体(其中M是4或更大的自然数；在该实 施例中M为9)以特定间隔沿着运动方向排成一排布置从而使得N极和S极 可以交替布置。第1个永磁体P1到第9 (M)个永磁体P9中的每个由圆筒形 永磁体形成。因此，永磁体本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种包括定子和可动部件的直线电动机，包括：　　　　布置在定子和可动部件中的一个之上的电枢，　　　　电枢包括：　　　　具有沿着可动部件的运动方向设置的三个或更多个磁极部分的铁芯；以及　　　　围绕铁芯缠绕以激励所述三个或更多个磁极部分的三相电枢绕组；以及　　　　布置在定子和可动部件中另一个之上的永磁体磁极排，　　　　永磁体磁极排包括：　　　　由磁性材料制成的基部；以及　　　　在基部上沿着运动方向以给定间隔布置成一排的多个永磁体，从而使得Ｎ极和Ｓ极交替设置，　　　　以给定间隙面对所述三个或更多个磁极部分的多个永磁体；其中　　　　沿着运动方向测量的分别布置在永磁体磁极排的两端处的两个永磁体中的每一个的长度Ｗ１小于沿运动方向测量的其余的永磁体的长度Ｗ；以及　　　　每相每极的凹槽数为３／８；且　　　　当形成电枢的多个磁极部分的两个相邻磁极部分的中心之间的间距定义为τ↓［ｓ］时，永磁体的长度Ｗ定义为Ｗ＝τ↓［ｓ］；且长度Ｗ１与长度Ｗ的比值Ｗ１／Ｗ为０．４３＜Ｗ１／Ｗ＜０．４９。

【技术特征摘要】
JP 2007-3-8 2007-0587541. 一种包括定子和可动部件的直线电动机，包括布置在定子和可动部件中的一个之上的电枢，电枢包括具有沿着可动部件的运动方向设置的三个或更多个磁极部分的铁芯；以及围绕铁芯缠绕以激励所述三个或更多个磁极部分的三相电枢绕组；以及布置在定子和可动部件中另一个之上的永磁体磁极排，永磁体磁极排包括由磁性材料制成的基部；以及在基部上沿着运动方向以给定间隔布置成一排的多个永磁体，从而使得N极和S极交替设置，以给定间隙面对所述三个或更多个磁极部分的多个永磁体；其中沿着运动方向测量的分别布置在永磁体磁极排的两端处的两个永磁体中的每一个的长度W1小于沿运动方向测量的其余的永磁体的长度W；以及每相每极的凹槽数为3/8；且当形成电枢的多个磁极部分的两个相邻磁极部分的中心之间的间距定义为τs时，永磁体的长度W定义为W＝τs；且长度W1与长度W的比值W1/W为0.43＜W1/W＜0.49。2. 根据权利要求l的直线电动机，其中由非磁性材料制成的隔离物布置在多个永磁体中的两个相邻永磁体之间以在两个相邻永磁体之间形成隔离。3. 根据权利要求2的直线电动机，其中隔离物通过切割线材而形成。4. 根据权利要求l的直线电动机，其中 永磁体磁极排布置在可动部件上；基部的形状为圆筒形或圆柱形，且由所有永磁体磁极排共用；多个永磁体被固定到基部的内周表面上；电枢被布置在定子上；定子被部分地布置在可动部件的内部；电枢在运动方向上在两端部处通过定子固定装置被固定到基座上； 导块被固定到可动部件上；导块通过布置在基座上的导轨被可滑动地支撑；以及 当导块在导轨上滑动时，可动部件能够相对于定子在运动方向上运动。5. —种包括定子和可动部件的直线电动机，包括 布置在定子和可动部件中的一个之上的电枢， 电枢包括具有沿着可动部件的运动方向设置的三个和更多...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐玉棋，杉田聪，
申请(专利权)人：山洋电气株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]