一种C型绕组长初级双边永磁直线同步电机制造技术

本发明专利技术公开了一种C型绕组长初级双边永磁直线同步电机，包括C型绕组支撑件、工字型动子、滑轨架及C型初级绕组，其中，C型绕组支撑件包括C型结构的左支撑件和右支撑件，滑轨架包括左滑轨架及右滑轨架，左支撑件的底部和顶部均设置有左滑轨架，右支撑件的底部和顶部均设置有右滑轨架，所述左滑轨架及右滑轨架为左、右侧面镂空的空心管状结构，工字型动子的中部套置于左支撑件和右支撑件的间隙中，工字型动子的顶部和底部套置于左滑轨架及右滑轨架镂空形成的滑轨槽中；降低了端部长度，节约了端部空间，降低了电机绕组的电阻和电感，提高了电机效率；结构紧凑，具有较高的推力密度。具有较高的推力密度。具有较高的推力密度。

【技术实现步骤摘要】
一种C型绕组长初级双边永磁直线同步电机


[0001]本专利技术属于永磁直线同步电机领域，具体涉及一种短行程的C型绕组长初级永磁直线电机，尤其适用于推力密度要求较大、体积重量以及空间尺寸约束严格的高速大推力应用场合。

技术介绍

[0002]相较于传统旋转电机，直线电机由于采用直接驱动方式，在结构上削弱了齿轮、链条等传动环节，具有推力密度大、精度和可靠性高等突出优点，广泛应用于高精度数控机床、光刻机、3C产品制造成套装备、高速物流与无绳电梯等领域。而采用高磁能积、高内禀矫顽力和硬内禀特性的永磁材料制成的永磁直线同步电机，进一步降低了电机系统的质量和控制难度，可以应用于车载移动式发射场合。
[0003]本专利技术中的永磁直线同步电机主要应用于高速大推力应用场合，由于高速大推力应用场合对尺寸限制严格且对体积重量等都有较高的要求，使用传统结构单边或双边式直线电机难以满足要求。

技术实现思路

[0004]本专利技术要解决的是传统结构单边或双边式直线电机难以满足高速大推力应用场合对尺寸限制、体积重量要求的问题。
[0005]针对上述问题，本专利技术采用的技术方案是：一种C型绕组长初级双边永磁直线同步电机，包括C型绕组支撑件、工字型动子、滑轨架及固定布置于C型绕组支撑件上的C型初级绕组，其中，C型绕组支撑件包括C型结构的左支撑件和右支撑件，左、右对称布置的左支撑件和右支撑件结构相同且其中部设有间隙；滑轨架架设于C型绕组支撑件的上下端，滑轨架包括左滑轨架及右滑轨架，左支撑件的底部和顶部均设置有左滑轨架，右支撑件的底部和顶部均设置有右滑轨架，所述左滑轨架及右滑轨架为左、右侧面镂空的空心管状结构，工字型动子的中部套置于左支撑件和右支撑件的间隙中，工字型动子的顶部和底部套置于左滑轨架及右滑轨架镂空形成的滑轨槽中；所述C型初级绕组为多相绕组，包括有效边及在有效边两端进行向外弯折的端部折弯部，有效边与绕组支撑件的中部贴合。
[0006]进一步的，所述工字型动子为永磁体材料，为电机提供驱动励磁。
[0007]进一步的，所述C型初级绕组为六相绕组，包括A1相绕组10、B1相绕组11、C1相绕组12、A2相绕组16、B2相绕组17和C2相绕组18；其中A1相绕组与B1相、C1相绕组电流相位互差120
°
，A2相绕组与B2相、C2相绕组电流相位也互差120
°
，而A1、A2相绕组电流在相位互差30
°
；空间结构上，每相绕组的有效边与绕组支撑件1的长边贴合，在其两个端部折弯部处进行同向90
°
的折弯处理，待其伸出有效边1/8～1/12长度后，进行空间180
°
的反向折弯，回到绕组支撑件1的折弯处再重新进行90
°
折弯回到其同相的绕组的有效边处；这种折弯处理能最大限度地降低电机初级绕组的端部长度，从而减小电机绕组的电阻电感，降低绕组质量。
[0008]进一步的，所述左支撑件和右支撑件的内侧设置有多块结构支撑条，定子绕组绕
制完成后通过胶质材料胶连于左支撑件和右支撑件上，左支撑件和右支撑件中间间隙是工字型动子的运动区域，为次级永磁体运动提供平直轨道。
[0009]进一步的，所述工字型动子包括中间梁及传导件，中间梁包括四种不同方向充磁的永磁体，为Halbach充磁方式，其运动于C型绕组支撑件和绕组构成的轨道内，为电机提供励磁的气隙磁场；传导件与中间梁相嵌固定，其运动于滑轨架内，起到连接负载，传导电机产生的电磁力的作用。
[0010]进一步的，所述传导件采用卡伏拉航空复合材料制作。
[0011]进一步的，所述右滑轨架包括负载约束滑轨和动子运动槽架；动子运动槽架为左右两侧镂空的空心管状结构(工字型动子的顶部和底部套置于镂空处)，负载约束滑轨为载荷运动提供轨道约束，动子运动槽架为动子件运动提供槽腔，起到支撑的作用，左滑轨架结构和右滑轨架结构相同。
[0012]进一步的，所述负载约束滑轨包括布置在动子运动槽架左右两侧镂空处的上边缘的上约束边条和布置在下边缘的下约束边条，上约束边条和下约束边条均为T型结构，T型结构的顶部起到约束工字型动子的作用。
[0013]进一步的，所述滑轨架上还固定设置有基座连接板，基座连接板为实心合金块，将滑轨架连接于电机基座上，起到固定电机和滑轨的作用。
[0014]本专利技术的有益效果和特点是：
[0015](1)本专利技术长初级短次级C型永磁直线同步电机；初级绕组折弯部采用折弯形式，降低了端部长度，节约了端部空间，降低了电机绕组的电阻和电感，提高了电机效率。
[0016](2)本专利技术长初级短次级C型永磁直线同步电机；扁长型结构的电机结构紧凑，电机体积和重量小，具有较高的推力密度。
附图说明
[0017]图1是本专利技术较佳实施例的短行程C型永磁直线电机的整体结构示意图；
[0018]图2是本专利技术较佳实施例C型初级绕组的局部放大结构示意图；
[0019]图3是图2的横剖面结构示意图；
[0020]图4是本专利技术较佳实施例C型初级绕组的整体结构示意图；
[0021]图5是本专利技术较佳实施例C型初级绕组和中间梁组合的结构示意图；
[0022]图6是图5的横剖面结构示意图；
[0023]图7是图5的俯视结构示意图；
[0024]图8是图1中工字型动子处的横剖面结构示意图；
[0025]图9是图1中滑轨架顶面揭开后的结构示意图；
[0026]图10是图1的中纵剖面结构示意图；
[0027]图11是本专利技术较佳实施例的工字型动子的结构示意图；
[0028]图12是本专利技术较佳实施例C型绕组支撑件的结构示意图；
[0029]图13是本专利技术较佳实施例滑轨架的结构示意图；
[0030]图14是本专利技术较佳实施例的二维电磁推力曲线(纵坐标为推力，横坐标为时间)；
具体实施方式：
[0031]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0032]请参考图1
‑
2，本专利技术涉及一种长初级短次级C型永磁直线电机整体结构，包括C型绕组支撑件1、工字型动子2、滑轨架3、基座连接板4。其中，工字型动子为永磁体材料，为电机提供驱动励磁，滑轨架3为负载运动提供一条滑动轨迹，为工字型动子2提供一段平直轨道，并通过基座连接板4连接到电机基座上，起到固定支撑的作用，C型绕组支撑件1为初级绕组提供固定构件，起到支撑定子的作用。使用C型绕组的形式减小了电机绕组的端部长度，降低了电机的端部损耗，增大了电机的传输效率，并减小了电机的体积和质量。
[0033]图3
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图7展示了C型初级绕组的结构示意图，C型初级绕组包括A1相绕组、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种C型绕组长初级双边永磁直线同步电机，其特征在于:包括C型绕组支撑件(1)、工字型动子(2)、滑轨架(3)及固定布置于C型绕组支撑件上的C型初级绕组(5)，其中，C型绕组支撑件(1)包括C型结构的左支撑件(1
‑
1)和右支撑件(1
‑
2)，左、右对称布置的左支撑件(1
‑
1)和右支撑件(1
‑
2)结构相同且其中部设有间隙；滑轨架(3)架设于C型绕组支撑件(1)的上下端，滑轨架(3)包括左滑轨架(3
‑
1)及右滑轨架(3
‑
2)，左支撑件的底部和顶部均设置有左滑轨架(3
‑
1)，右支撑件的底部和顶部均设置有右滑轨架(3
‑
2)，所述左滑轨架(3
‑
1)及右滑轨架(3
‑
2)为左、右侧面镂空的空心管状结构，工字型动子(2)的中部套置于左支撑件(1
‑
1)和右支撑件(1
‑
2)的间隙中，工字型动子(2)的顶部和底部套置于左滑轨架(3
‑
1)及右滑轨架(3
‑
2)镂空形成的滑轨槽中；所述C型初级绕组(5)为多相绕组，包括有效边(5
‑
1)及在有效边两端进行向外弯折的端部折弯部(5
‑
2)，有效边(5
‑
1)与绕组支撑件(1)的中部贴合。2.根据权利要求1所述的C型绕组长初级双边永磁直线同步电机，其特征在于:所述工字型动子(2)为永磁体材料，为电机提供驱动励磁。3.根据权利要求1所述的C型绕组长初级双边永磁直线同步电机，其特征在于:所述C型初级绕组(5)为六相绕组，包括A1相绕组10、B1相绕组11、C1相绕组12、A2相绕组16、B2相绕组17和C2相绕组18；其中A1相绕组与B1相、C1相绕组电流相位互差120
°
，A2相绕组与B2相、C2相绕组电流相位也互差120
°
，而A1、A2相绕组电流在相位互差30
°
；空间结构上，每相绕组的有效边与绕组支撑件1的长边贴合，在其两个端部折弯部(5
‑
2)处进行同向90
°
的折弯处理，待其伸出有效边1/8～1/12长度后，进行空间180
°
的反向折弯，回到绕组支撑件1的折弯处再重新进行90
°
折弯回到其同相的绕组的有效边(5
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1)处；这种折弯处理能最大限度地降低电机初级绕组的端部长度，从而减小电机绕组的电阻电感，降...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄垂兵，孙兆龙，卯寅浩，贾光勇，钱翰宁，郑方正，鲁梦昆，曾溶涛，
申请(专利权)人：中国人民解放军海军工程大学，
类型：发明
国别省市：