一种多磁路动磁式直线振荡电机制造技术

本发明专利技术公开一种多磁路动磁式直线振荡电机，包括前后机架、左右端板、内磁轭、外定子组、动子、谐振弹簧；外定子组包括两套外定子，外定子包括外磁轭、缠绕在外磁轭齿柱绕组和固定在外侧齿柱绕组，缠绕在外磁轭中间两个齿柱上的两个线圈，针对中间两个齿柱磁化，外侧齿柱的磁化强度相对弱于中间两个齿柱，通过固定在外磁轭外侧齿柱上的线圈加强了外侧齿柱的磁化强度，保证形成磁路的齿柱磁通量相等；磁通量经过外定子组、永磁体、气隙以及内磁轭形成完整的闭合磁路；外定子组、永磁体以及内磁轭均同轴安装。本发明专利技术改善电机运行时磁路磁通量差异使磁路稳定、形成多条闭合磁路、提高永磁体的利用率、电磁力输出稳定、行程可调范围大。行程可调范围大。行程可调范围大。

【技术实现步骤摘要】
一种多磁路动磁式直线振荡电机


[0001]本专利技术涉及到电机设计领域，具体涉及一种多磁路动磁式直线振荡电机。

技术介绍

[0002]直线电机在驱动直线运动负载时，省却了旋转电机转为直线运动的曲柄连杆机构，使整体的结构简单、反应速度快、工作性能良好以及噪声小等优点。减少了中间的由于机械摩擦带来的损耗，使电机运动效率提高。近年来随着直线电机的应用越来越广泛，直线电机的研究已经逐渐成为研发的热点，并且已经广泛的应用在军事、医疗、航空航天、制冷以及电磁炮等领域。
[0003]永磁直线电机的动子运动方向和电机形成的闭合磁场路径向垂直，形成横向磁通电机，电机形成的磁路和和电路互不干扰，相互独立，可以形成多条磁路。动磁式直线电机在线圈通电，对磁轭的磁化强度不同，使磁路的磁通量不均衡，电磁输出力不平稳，而且线圈安装在电机内部，使电机温度升高，电机运行不稳定。

技术实现思路

[0004]针对上述技术问题，本专利技术的目的是在于提供一种多磁路动磁式直线振荡电机，能够降低漏磁的可能性、使动子在运动过程中磁路完整，电磁力输出平稳，线圈及时散热，降低电机的温度。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供了一种多磁路动磁式直线振荡电机，包括：前、后机架，设于所述前、后机架中间位置的外定子组固定装置、安装在所述外定子组固定装置的外定子组、安装在外定子组内部的内定子，以及安装在外定子组和内定子之间的动子；所述的外定子组、动子以及内磁轭均同轴安装。
[0006]所述动子由磁架和永磁体组成，永磁体镶嵌在磁架上，安装在外定子组和内磁轭之间；进一步的，所述永磁体的制定两种型号，永磁体采用径向充磁方向，圆周方向按照小、大、小、小、大、小的顺序排列，永磁体呈现N、S极单一方式排列，沿着轴向均匀阵列四组，大型号永磁体对应外磁轭中间两个齿柱安装，小型号永磁体对应外磁轭的外侧齿柱安装；进一步的，所述永磁体的形状为瓦片状，大型号永磁体角度为60度，小型号的永磁体的角度为30度；可选的，所述永磁体宽度与外磁轭的齿柱宽度相对应，厚度根据设计的磁通量而定，总磁通量φ与永磁体厚度h的关系为，其中Br为剩磁，θ为永磁体角度；永磁体的轴向长度l、沿轴向阵列的组数n以及动子行程x之间的关系式为 ,其中l
w
为定子轴向长度，k为两个外定子组和内磁轭之间的距离。
[0007]所述磁架内腔两端部设有横梁板，横梁板上方设有凸台，用于固定和锁紧谐振弹簧。
[0008]所述外定子组由两套外定子构成；所述外定子包括外磁轭、分别缠绕在线圈架和外磁轭上的绕组；进一步的，所述外磁轭为双C型结构的铁芯，双C型结构的铁芯在圆周方向
阵列为两个，安装时两个外磁轭相隔30度，两端对齐；可选的，所述角度为150度的双C型结构铁芯，齿柱的角度均为30度，，每个齿柱的边缘处均有1mm 的倒圆角。
[0009]所述一套外定子包括所述的两组缠绕在线圈架上的绕组且缠绕方向相反和两组分别缠绕在中间齿柱上的绕组且缠绕方向相反；固定在齿柱（13
‑
1）和（13
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5）外侧绕组和缠绕在齿柱（13
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2）和（13
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6）的绕组以相同方向缠绕，缠绕在齿柱（13
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3）和（13
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7）的绕组和固定在齿柱（13
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4）和（13
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8）外侧绕组与上述缠绕方向相反；进一步的，缠绕在外磁轭中间齿柱（13
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2）（13
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3）（13
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6）以及（13
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7）上的线圈，针对中间齿柱13
‑
2）（13
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3）（13
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6）以及（13
‑
7）磁化，外侧齿柱的磁化强度相对弱于中间齿柱13
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2）（13
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3）（13
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6）以及（13
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7），通过固定在外磁轭（13）外侧齿柱（13
‑
1）（13
‑
4）（13
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5）以及（13
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8）的线圈加强了外侧齿柱（13
‑
1）（13
‑
4）（13
‑
5）以及（13
‑
8）的磁化强度，保证形成磁路的齿柱磁通量相等；可选的，所述绕组采用串联或者并联的方式连接，绕组的引线先从左、右端板与外磁轭相接触的凹槽走线，然后将线从左、右挡板的边缘凹槽中引出。
[0010]所述内磁轭由两个半“工”型铁芯组合而成，相比于外磁轭轴向长度略长；进一步的，所述内磁轭安装时与外定子组同轴，内磁轭开孔的位置与缠绕在线圈架上的绕组相对应，两端面对齐；可选的，所述内磁轭两端设有螺纹，与左、右端板相配合。
[0011]进一步的，所述左、右端板的大小、设有螺纹处以及扇形孔处根据电机设计尺寸以及线圈分布位置而定，安装时扇形孔对应线圈，目的是进行散热，在左、右端板的边缘处分布着六个圆孔，用于固定外定子组，在左、右端板的轴线处设有螺纹孔，用于安装内磁轭。
[0012]进一步的，所述前、后机架中间设有固定装置，机架的两侧顶板的内侧设有圆形凹槽，用于锁紧谐振弹簧，前、后机架边缘分布螺纹孔，通过螺栓将前、后机架固定连接；将所述的外定子组、安装在外定子组内部的内磁轭以及安装在外定子组和内磁轭中间的动子通过固定装置安装在前、后机架上；所述谐振弹簧固定并锁紧在磁架的横梁板的凸台和前、后机架的圆凹槽内。
[0013]由上，本专利技术的多磁路的动磁式直线振荡电机的至少可以具有如下效果：1、本专利技术的多磁路动磁式直线振荡电机，缠绕在外磁轭中间两个齿柱上的两个线圈，主要针对中间两个齿柱磁化，对外侧齿柱的磁化强度相对弱于中间两个齿柱，通过固定在外磁轭外侧齿柱上的线圈加强了外侧齿柱的磁化强度，保证形成磁路的齿柱通过磁通量相等，使电机运行平稳，电磁力输出稳定。
[0014]2、外磁轭为双C 型结构的铁芯，并沿着圆周方向阵列为两个，彼此相隔角度为30度；将150度扇形状的双C型铁芯的外侧齿柱角度为30度，对磁路的走向进行“规划”，减少了漏磁的可能性，且齿柱的侧边均有1mm倒圆角，避免了因尖端部位造成磁饱和现象。
[0015]3、与外侧齿柱相匹配同角度、瓦片状的永磁体，使磁路的磁通量能够大部分垂直通过永磁体的弧面，增加通过永磁体的磁通量，提高永磁体的利用率，使电磁力增加，电机运行的更平稳。
[0016]4、磁路经永磁体、双C型铁芯外侧、双C型铁芯齿柱、半“工”型铁芯以及气隙形成完整的闭合磁路，动子在运动时，不超出磁场范围，即与双C型铁芯的齿柱和永磁体相连的气隙长度不会变化，磁阻不会增加，使磁路完整的同时，经过磁路磁通量不发生变化，是电磁输出力平稳，电机性能可靠。
[0017]5、电机的主要损耗由线圈产生，所以线圈作为电机的主要热源，经过热量经过热
传递是电机内部的温度升高，导致本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多磁路动磁式直线振荡电机，其特征在于，包括：前、后机架（1）（3），设于所述前、后机架（1）（3）中间位置的外定子组固定装置（7）、安装在所述外定子组固定装置（7）的外定子组、安装在外定子组内部的内磁轭（6），以及安装在外定子组合内磁轭（6）之间的动子（17）；外定子组由两套外定子（16）构成，外定子（16）包括外磁轭（13）、两个线圈（14）分别缠绕在外磁轭（13）中间两个齿柱上且绕向相反，两个线圈缠绕在线圈架上，且绕向相反，并分别固定在外磁轭（13）的外侧齿柱的外侧，增强外侧齿柱的磁化强度，保证形成磁路的每个齿柱的磁通量相等；动子（17）由磁架（8）和永磁体（11）（12）构成，永磁体（11）（12）安装与外磁轭（13）的齿柱相对应；外定子组、动子（17）以及内磁轭（6）均同轴安装；线圈加载交变电流，动子（17）在永磁体和线圈形成的交变磁场往复运动。2.根据权利要求书1所述的一种多磁路动磁式直线振荡电机，其特征在于，所述动子（17）由磁架（8）和永磁体（11）（12）组成，永磁体（11）（12）镶嵌在磁架（8）上，安装在外定子组和内磁轭（6）之间；所述永磁体（11）（12）的制定两种型号，永磁体（11）（12）的充磁方向为径向，圆周方向按照小、大、小、小、大、小的顺序排列，大、小型号永磁体（11）（12）呈现单一的N、S极排列，沿着轴向均匀阵列四组，大型号永磁体（11）对应外磁轭（13）中间两个齿柱安装，小型号永磁体（12）对应外磁轭（13）的外侧齿柱安装；所述永磁体（11）（12）的形状为瓦片状，大型号永磁体（11）角度为60度，小型号永磁体（12）的角度为30度，永磁体宽度（11）（12）与外磁轭（13）的齿柱宽度相对应，永磁体（11）（12）的厚度根据设计的磁通量而定，总磁通量φ与永磁体厚度h的关系为，其中Br为剩磁，θ为永磁体角度；永磁体的轴向长度l、沿轴向阵列的组数n以及动子行程x之间的关系式为 ,其中l
w
为定子轴向长度，k为两个外定子组和内磁轭之间的距离；所述磁架（8）内腔两端部设有横梁板，横梁板上方设有凸台，用于固定和锁紧谐振弹簧（10）。3.根据权利要求书1所述的一种多磁路动磁式直线振荡电机，其特征在于，外定子组由两套外定子（16）构成；所述外定子包括外磁轭（13）、两组缠绕线圈架上且方向相反的绕组（5）和两组分别缠绕在在外磁轭（13）中间齿柱且方向相反的绕组（14）；所述外磁轭（13）为角度150度的双C型结构铁芯，双C型结构的铁芯在圆周方向阵列为两个，安装两个外磁轭中间相隔30度；齿柱的角度均为30度，两端对齐，中间两个齿柱相隔角度为60度，每个齿柱的边缘处均有1mm 的倒圆角。4.根据权利要求书3所述的一种多磁路动磁式直线振荡电机，其特征在于，一套外定子（16）包括所述的两组缠绕在线圈架上的绕组（5）且缠绕方向相反和两组分别缠绕在中间齿柱上的绕组（14）且缠绕方向相反；固定在齿柱（13
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1）和（13
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5）外侧绕组和缠绕在齿柱（13
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【专利技术属性】
技术研发人员：陈洪月，李伟，毛君，刘嗣哲，林青竹，孙希然，蔡明航，
申请(专利权)人：辽宁工程技术大学，
类型：发明
国别省市：