平面二自由度直线电动机制造技术

平面二自由度直线电动机，它涉及一种直线电动机。它的定子部件由非导磁材料支撑板、十字形的导磁轭、分别固定在导磁轭四个端部上面的左Ｘ向定子铁心、右Ｘ向定子铁心、前Ｙ向定子铁心和后Ｙ向定子铁心、以及分别安装在上述定子铁心上的左Ｘ向多相绕组、右Ｘ向多相绕组、前Ｙ向多相绕组和后Ｙ向多相绕组、永磁体组成，永磁体固定在导磁轭的中心部位；动子部件由十字形的导磁支撑、分别固定在其四个端部上面的左Ｘ向铁心、右Ｘ向铁心、前Ｙ向铁心和后Ｙ向铁心组成，动子部件的四个铁心分别位于定子部件的四个铁心的正上方，两者之间形成Ｘ向气隙和Ｙ向气隙。它解决了现有的平面二自由度电动机存在的永磁材料用量大、电机体积大、性能体积比低的问题。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种直线电动机，具体是一种在平面二自由度内运动的直线电机。
技术介绍
传统的平面二自由度直线驱动装置通常是由两个旋转电机经过机械变换来实现的，而目前的平面二自由度直线电动机大多是有各自独立的磁系统的组合电机形式，通常使用两块马蹄形永磁体，永磁材料用量多，体积大，性能体积比低。
技术实现思路
为解决现有的平面二自由度电动机存在的永磁材料用量大、电机体积大、重量大、性能体积比低的问题，本专利技术提供一种平面二自由度直线电动机。本专利技术由定子部件19和动子部件20组成，定子部件19由非导磁材料支撑板10、固定在非导磁材料支撑板10上面的十字形的导磁轭11、分别固定在导磁轭11四个端部上面的左X向定子铁心1、右X向定子铁心2、前Y向定子铁心3和后Y向定子铁心4、以及分别安装在上述定子铁心上的左X向多相绕组5、右X向多相绕组6、前Y向多相绕组7和后Y向多相绕组8、永磁体9组成，X、Y向共用永磁体9，并固定在导磁轭11的中心部位；动子部件20由十字形的导磁支撑板16、分别固定在导磁支撑板16的四个端部上面的左X向铁心12、右X向铁心13、前Y向铁心15和后Y向铁心14组成，动子部件20的四个铁心分别位于定子部件19的四个铁心的正上方，两者之间形成X向气隙17和Y向气隙18。本专利技术通过磁系统合理配置，构成共永磁体结构混合磁路平面二自由度直线电动机，在一台电机上实现平面二自由度直线驱动。下面结合附图1详细阐述本专利技术的原理和结构。本专利技术的要点是，在由X向定子铁心1和2、Y向定子铁心3和4、X向多相绕组5和6、Y向多相绕组7和8、永磁体9、非导磁材料支撑板10、导磁轭11、X向动子铁心12和13、Y向动子铁心14和15及导磁支撑板16构成的平面二自由度直线电机中，X向与Y向共用一块永磁体9。定子部件19的X向配置X向铁心1和2及多相绕组5和6，定子部件19的Y向配置Y向铁心3和4及多相绕组7和8，定子部件19每相铁心大极上开有若干小齿，相邻相大极间的小齿相差1/m齿距，m为极身上配置励磁绕组的相数(m＝2，3，4，5)，如图2所示，若小齿的齿距为t，则相邻相大极间同侧小齿的距离T=nt+tm,]]>其中n为大于或等于每相大极上小齿的齿数的整数。动子部件20可以由每相铁心大极上开有若干小齿的X向铁心12和13及Y向铁心15和14组成，亦可由宽度等于小齿齿宽，在X向和Y向彼此间隔为小齿齿距的正方形柱状导磁材料组成。当X向和Y向两侧的动子部件20的铁心齿对齿时，X向和Y向两侧的定子铁心齿分别错开半个齿距。而当X向和Y向两侧的定子齿对齿时，X向和Y向两侧的动子齿分别错开半个齿距。当永磁体9置于定子部件19时，由非导磁材料支撑板10固定导磁轭11和X向铁心1、2及Y向铁心3、4，动子X向铁心12、13及Y向铁心15、14由导磁支撑板16连接。而当永磁体9置于动子部件20时，由非导磁材料支撑板10固定导磁轭11和动子X向铁心12、13及Y向动子铁心14、15，定子X向铁心1、2及Y向铁心3、4由导磁支撑板16连接。永磁体9的磁势和X向励磁绕组5和6的磁势及Y向励磁绕组7和8的磁势经相应磁路形成X向、Y向及Z向混合磁路。定子部件19和动子部件20间，利用磁浮轴承、气浮轴承或其它直线轴承连接，形成X向气隙17和Y向气隙18。控制X向或Y向励磁绕组的电流，则电机可以在X-Y的平面座标内工作。本专利技术在实现平面二自由度直线运动的同时，减少永磁材料用量，减小电机体积，减轻电机重量，从而提高电机的性能体积比。附图说明图1是本专利技术的结构示意图，图2是具体实施方式一中定子部件19的结构示意图，图3是具体实施方式一中动子部件20的结构示意图，图4是具体实施方式二中定子部件19的结构示意图，图5是具体实施方式二中动子部件20的结构示意图，图6是具体实施方式三和四的结构示意图，图7是图6的仰视图。具体实施例方式一参阅图1、图2和图3，本实施方式由定子部件19和动子部件20组成，定子部件由非导磁材料支撑板10、固定在非导磁材料支撑板10上面的十字形的导磁轭11、分别固定在导磁轭11四个端部上面的左X向定子铁心1、右X向定子铁心2、前Y向定子铁心3和后Y向定子铁心4、以及分别安装在上述定子铁心上的左X向多相绕组5、右X向多相绕组6、前Y向多相绕组7和后Y向多相绕组8、永磁体9组成，永磁体9固定在导磁轭11的中心部位；动子部件20由十字形的导磁支撑板16、分别固定在导磁支撑板16的四个端部上面的左X向铁心12、右X向铁心13、前Y向铁心15和后Y向铁心14组成，动子部件20的四个铁心分别位于定子部件19的四个铁心的正上方，两者之间形成X向气隙17和Y向气隙18。定子每相铁心大极上开有若干小齿，相邻相大极间的小齿相差1/m齿距，极身上配置m相励磁绕组(m＝2，3，4，5)。动子部件20由每相铁心大极上开有若干小齿的X向铁心12和13及Y向铁心15和14组成。当X向和Y向两侧的动子齿对齿时，X向和Y向两侧的定子齿分别错开半个齿距。而当X向和Y向两侧的定子齿对齿时，X向和Y向两侧的动子齿分别错开半个齿距。具体实施方式二参阅图4和图5，本实施方式与具体实施方式一不同的是，定子部件19的定子铁心和与之相对的动子部件20的铁心的安装位置互换，即在导磁轭11四个端部的上面分别固定有左X向铁心12、右X向铁心13、前Y向铁心15和后Y向铁心14，并将以上部件和导磁材料支撑10、永磁体9作为动子部件20；在导磁支撑板16的四个端部的上面分别固定有左X向定子铁心1、右X向定子铁心2、前Y向定子铁心3和后Y向定子铁心4，并将其作为定子部件。其它结构与具体实施方式一相同。具体实施方式三参阅图6、图7，本实施方式与具体实施方式一不同的是，动子部件20的导磁支撑板16为方形，在导磁支撑板16上面以X向、Y向列阵方式排列有柱状导磁体16-1，导磁体16-1的X向和Y向彼此间隔与动子铁心的小齿间隔相同，导磁体16-1的截面为正方形。其定子部件19与具体实施方式一相同。具体实施方式四参阅图6、图7，本实施方式与具体实施方式二不同的是，定子部件19的导磁支撑板16为正方形，在导磁支撑板16上面以X向、Y向列阵排列有柱状的导磁体16-1，导磁体16-1的X向和Y向彼此间隔与定子铁心的小齿间隔相同，导磁体16-1的截面为正方形。其动子部件20与具体实施方式二相同。权利要求1.平面二自由度直线电动机，它由定子部件(19)和动子部件(20)组成，其特征在于定子部件由非导磁材料支撑板(10)、固定在非导磁材料支撑板(10)上面的十字形的导磁轭(11)、分别固定在导磁轭(11)四个端部上面的左X向定子铁心(1)、右X向定子铁心(2)、前Y向定子铁心(3)和后Y向定子铁心(4)、以及分别安装在上述定子铁心上的左X向多相绕组(5)、右X向多相绕组(6)、前Y向多相绕组(7)和后Y向多相绕组(8)、永磁体(9)组成，X、Y向共用永磁体(9)，并固定在导磁轭(11)的中心部位；动子部件(20)由十字形的导磁支撑板(16)、分别固定在导磁支撑板(16)的四个端部上面的左X向铁心(12)、右X向铁心(13)、前Y向铁心(15)和后Y向铁心(14)组成，动子部件(20)的四个铁心分别位于定子部件(19本文档来自技高网...

【技术保护点】
平面二自由度直线电动机，它由定子部件（１９）和动子部件（２０）组成，其特征在于定子部件由非导磁材料支撑板（１０）、固定在非导磁材料支撑板（１０）上面的十字形的导磁轭（１１）、分别固定在导磁轭（１１）四个端部上面的左Ｘ向定子铁心（１）、右Ｘ向定子铁心（２）、前Ｙ向定子铁心（３）和后Ｙ向定子铁心（４）、以及分别安装在上述定子铁心上的左Ｘ向多相绕组（５）、右Ｘ向多相绕组（６）、前Ｙ向多相绕组（７）和后Ｙ向多相绕组（８）、永磁体（９）组成，Ｘ、Ｙ向共用永磁体（９），并固定在导磁轭（１１）的中心部位；动子部件（２０）由十字形的导磁支撑板（１６）、分别固定在导磁支撑板（１６）的四个端部上面的左Ｘ向铁心（１２）、右Ｘ向铁心（１３）、前Ｙ向铁心（１５）和后Ｙ向铁心（１４）组成，动子部件（２０）的四个铁心分别位于定子部件（１９）的四个铁心的正上方，两者之间形成Ｘ向气隙（１７）和Ｙ向气隙（１８）。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：程树康，宋立伟，寇宝泉，柴凤，张千帆，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：93[中国|哈尔滨]