直线电机及其控制方法技术

本申请公开了直线电机及其控制方法。所述直线电机包括：定子；相对于所述定子能够直线移动地安装的动子，所述动子包括动子芯体以及在所述动子芯体上至少部分地围绕设置的动子绕组；与所述动子绕组电连接的动力电缆，动子芯体包括多个沿着所述动子的长度方向彼此间隔的齿，在各所述齿之间限定有多个齿槽，以容纳构成所述动子绕组的导电线材，所述定子设有多个沿着所述动子的长度方向彼此均匀间隔布置的磁体，所述多个齿槽中至少有两个齿槽的容纳导电线材的空间尺寸彼此不同。纳导电线材的空间尺寸彼此不同。纳导电线材的空间尺寸彼此不同。

【技术实现步骤摘要】
直线电机及其控制方法


[0001]本申请大体上涉及直线电机、特别是有芯平板型直线电机以及所述电机的控制方法。

技术介绍

[0002]目前，直线电机、特别是有芯平板型直线电机广泛应用于诸如电子元器件、液晶显示器的电子装置制造以及半导体制造的领域。作为能够提供高精度直线运动的装置，在这些制造领域中由于自动化程度要求的日益严格，对于直线电机的推力波动抑制也有着越来越严格的要求。
[0003]此外，随着生产制造车间中对设备安装布局空间要求小以及安装成本低的需求越来越多，对于直线电机的尺寸紧凑化要求也越来越受到关注。
[0004]在现有技术的直线电机中，虽然可以采用分布式绕组的方式制造直线电机的动子从而改善直线电机的推力波动问题，但是利用这种分布式绕组技术来制造动子会导致制造成本显著提高的问题。
[0005]此外，在一些现有技术的直线电机中，为了解决推力波动造成的负面影响，会采用在电机的动子中采用斜槽或者增加动子与电机定子之间的气隙的方式，但是这有时候反而会造成电机的推力密度有所下降。
[0006]此外，在传统的直线电机制造技术中，通常仅考虑如何优化动子铁芯中的磁路，没有考虑如何改进或优化分数槽式集中绕组技术来降低推力波动的负面影响以及提高电机的推力密度。

技术实现思路

[0007]针对上述问题，本申请旨在提出一种新颖的直线电机以及相关的控制方法，从而可以在降低推力波动影响的前提下实现直线电机的推力密度提高。
[0008]根据本申请的一个方面，提供了一种直线电机，包括：<br/>[0009]定子；
[0010]相对于所述定子能够直线移动地安装的动子，所述动子包括动子芯体以及在所述动子芯体上至少部分地围绕设置的动子绕组；
[0011]与所述动子绕组电连接的动力电缆，
[0012]其中，所述动子芯体包括多个沿着所述动子的长度方向彼此间隔的齿，在各所述齿之间限定有多个齿槽，以容纳构成所述动子绕组的导电线材，所述定子设有多个沿着所述动子的长度方向彼此均匀间隔布置的磁体，所述多个齿槽中至少有两个齿槽的容纳导电线材的空间尺寸彼此不同。
[0013]根据本申请的实施例，所述动子芯体包括沿着所述动子的长度方向彼此相反的第一端部和第二端部，所述多个齿位于所述第一端部和所述第二端部之间并且为N个齿，其中，所述N是大于或等于5的整数，每个齿具有邻近所述第一端部的第一表面以及远离所述
第一端部的第二表面，相邻的两个齿之间的齿距定义为从一个齿的第一表面至另一个齿的第一表面所述沿着所述动子的长度方向测量得到的距离，以在所述动子芯体中限定N
‑
1个齿距，
[0014]所述定子(120)包括着所述动子(110)的长度方向彼此相反的第一侧部和第二侧部，所述多个磁体位于所述第一侧部与所述第二侧部之间，并且每个磁体具有邻近所述第一侧部的第一表面以及远离所述第一侧部的第二表面，
[0015]相邻的两个磁体之间的磁体间距定义为一个磁体的第一表面至另一个磁体的第一表面沿着所述动子的长度方向测量得到的距离，
[0016]所述磁体间距与所述N
‑
1个齿距的平均值之比是在与之间的范围内。
[0017]根据本申请的实施例，在所述N
‑
1个齿距中，相邻的两个齿距中的一个齿距与另一个齿距之比是在与之间的范围内。
[0018]根据本申请的实施例，在所述N
‑
1个齿距中，沿着所述长度方向的第i个齿距与沿着所述长度方向的第N
‑1‑
i个齿距相等，其中所述i是大于1且小于N
‑
1的整数。
[0019]根据本申请的实施例，所述动子芯体由多个形状相同的梳状动子芯材沿着所述动子的宽度方向对齐叠合而成，每个动子芯材具有沿着所述动子的长度方向延伸的轭部以及自所述轭部的朝向所述定子的一侧垂直延伸的多个沿着所述动子的长度方向彼此间隔的齿部，相应的齿部在各所述动子芯材叠合后限定所述齿。
[0020]根据本申请的实施例，在每个动子芯材的多个齿部中的最外侧的两个齿部中的至少一个具有第一齿宽，在每个动子芯材的多个齿部中的最外侧的两个齿部之间的内齿部中的至少一个具有第二齿宽，
[0021]所述最外侧的两个齿部中的至少一个在其至少一个平直边缘上通过材料去除的方式被至少部分地修形；和/或
[0022]所述内齿部中的至少一个在其至少一个平直边缘上通过材料去除的方式被至少部分地修形。
[0023]根据本申请的实施例，所述最外侧的两个齿部中的至少一个被倒角具有斜坡，所述斜坡具有沿着所述动子的长度方向测量的第一长度以及在沿着所述动子的高度方向测量的第二长度，所述第一长度是在与之间的范围内，所述第二长度是在与之间的范围内。
[0024]根据本申请的实施例，所述内齿部中的至少一个被倒角具有斜坡，所述斜坡具有沿着所述动子的长度方向测量的第一长度以及在沿着所述动子的高度方向测量的第二长度(lv)，所述第一长度是在与的范围内，所述第二长度是在与的范围内。
[0025]根据本申请的实施例，所述最外侧的两个齿部中的至少一个在其至少一个平直边缘上通过切部分圆形的材料去除方式被修形。
[0026]根据本申请的实施例，所述去除的圆形的圆心在相应的齿部内，并且所述去除的圆形的半径是在与之间的范围内。
[0027]根据本申请的实施例，所述内齿部中的至少一个在其至少一个平直边缘上通过切部分圆形的材料去除方式被修形。
[0028]根据本申请的实施例，所述去除的圆形的圆心在相应的齿部内，并且所述去除的圆形的半径是在与之间的范围内。
[0029]根据本申请的实施例，在一个最外侧的齿部与紧邻的内齿部之间限定了限制修形的区域，通过修形而去除材料的面积的70％以上不在所述限制修形的区域内。
[0030]根据本申请的实施例，所述限制修形的区域具有与所述最外侧的齿部的几何中心线至少部分重合的第一边界、与所述紧邻的内齿部的几何中心线至少部分重合的第二边界、以及与所述轭部的几何中心线至少部分重合的第三边界。
[0031]根据本申请的实施例，所述动子绕组包括标准绕组，构成所述标准绕组的导电线材在各齿槽内占用的数量是相同的。
[0032]根据本申请的实施例，所述动子绕组还包括与所述标准绕组独立的补偿绕组，所述补偿绕组具有在所述多个齿槽中的至少两个内占用的导电线材。
[0033]根据本申请的实施例，由所述补偿绕组的导电线材占用的齿槽彼此相邻或者间隔至少一个齿槽。
[0034]根据本申请的实施例，所述补偿绕组为至少两个补偿绕组，每个补偿绕组的导电线材所占用的齿槽彼此不同。
[0035]根据本申请的实施例，所述补偿绕组为至少两个补偿绕组，所述至少两个补偿绕组的导电线材公用一个齿槽。
[0036]根据本申请的另一个方面，提供了一种直线电机，包括：
[0037]定子；
[0038]相对于所述定子能够直线移动地安装的动子本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种直线电机(100)，包括：定子(120)；相对于所述定子能够直线移动地安装的动子(110)，所述动子(110)包括动子芯体以及在所述动子芯体上至少部分地围绕设置的动子绕组；与所述动子绕组电连接的动力电缆(130)，其中，所述动子芯体包括多个沿着所述动子(110)的长度方向彼此间隔的齿，在各所述齿之间限定有多个齿槽，以容纳构成所述动子绕组的导电线材，所述定子(120)设有多个沿着所述动子(110)的长度方向彼此均匀间隔布置的磁体(12012)，其特征在于，所述多个齿槽中至少有两个齿槽的容纳导电线材的空间尺寸彼此不同。2.根据权利要求1所述的直线电机(100)，其特征在于，所述动子芯体包括沿着所述动子(110)的长度方向彼此相反的第一端部和第二端部，所述多个齿位于所述第一端部和所述第二端部之间并且为N个齿，其中，所述N是大于或等于5的整数，每个齿具有邻近所述第一端部的第一表面以及远离所述第一端部的第二表面，相邻的两个齿之间的齿距定义为从一个齿的第一表面至另一个齿的第一表面所述沿着所述动子(110)的长度方向测量得到的距离，以在所述动子芯体中限定N
‑
1个齿距，所述定子(120)包括着所述动子(110)的长度方向彼此相反的第一侧部和第二侧部，所述多个磁体位于所述第一侧部与所述第二侧部之间，并且每个磁体具有邻近所述第一侧部的第一表面以及远离所述第一侧部的第二表面，相邻的两个磁体之间的磁体间距定义为一个磁体的第一表面至另一个磁体的第一表面沿着所述动子(110)的长度方向测量得到的距离，所述磁体间距与所述N
‑
1个齿距的平均值之比是在与之间的范围内。3.根据权利要求2所述的直线电机(100)，其特征在于，在所述N
‑
1个齿距中，相邻的两个齿距中的一个齿距与另一个齿距之比是在与之间的范围内。4.根据权利要求2或3所述的直线电机(100)，其特征在于，在所述N
‑
1个齿距中，沿着所述长度方向的第i个齿距与沿着所述长度方向的第N
‑1‑
i个齿距相等，其中所述i是大于1且小于N
‑
1的整数。5.根据权利要求2至4任一所述的直线电机(100)，其特征在于，所述动子芯体由多个形状相同的梳状动子芯材沿着所述动子的宽度方向对齐叠合而成，每个动子芯材具有沿着所述动子的长度方向延伸的轭部(1001)以及自所述轭部(1001)的朝向所述定子(120)的一侧垂直延伸的多个沿着所述动子的长度方向彼此间隔的齿部，相应的齿部在各所述动子芯材叠合后限定所述齿。6.根据权利要求2至5任一所述的直线电机(100)，其特征在于，在每个动子芯材的多个齿部中的最外侧的两个齿部中的至少一个具有第一齿宽(Wt1)，在每个动子芯材的多个齿部中的最外侧的两个齿部之间的内齿部中的至少一个具有第二齿宽(Wt2)，所述最外侧的两个齿部中的至少一个在其至少一个平直边缘上通过材料去除的方式被至少部分地修形；和/或所述内齿部中的至少一个在其至少一个平直边缘上通过材料去除的方式被至少部分
地修形。7.根据权利要求6所述的直线电机(100)，其特征在于，所述最外侧的两个齿部中的至少一个被倒角具有斜坡，所述斜坡具有沿着所述动子的长度方向测量的第一长度(Oh)以及在沿着所述动子的高度方向测量的第二长度(Ov)，所述第一长度是在与之间的范围内，所述第二长度是在与之间的范围内。8.根据权利要求6或7所述的直线电机(100)，其特征在于，所述内齿部中的至少一个被倒角具有斜坡，所述斜坡具有沿着所述动子的长度方向测量的第一长度(lh)以及在沿着所述动子的高度方向测量的第二长度(lv)，所述第一长度是在与的范围内，所述第二长度是在与的范围内。9.根据权利要求6或7所述的直线电机(100)，其特征在于，所述最外侧的两个齿部中的至少一个在其至少一个平直边缘上通过切部分圆形的材料去除方式被修形。10.根据权利要求9所述的直线电机(100)，其特征在于，所述去除的圆形的圆心在相应的齿部内，并且所述去除的圆形的半径是在与之间的范围内。11.根据权利要求6或7所述的直线电机(100)，其特征在于，所述内齿部中的至少一个在其至少一个平直边缘上通过切部分圆形的材料去除方式被修形。12.根据权利要求11所述的直线电机(100)，其特征在于，所述去除的圆形的圆心在相应的齿部内，并且所述去除的圆形的半径是在与之间的范围内。13.根据权利要求7至12任一所述的直线电机(100)，其特征在于，在一个最外侧的齿部与紧邻的内齿部之间限定了限制修形的区域，通过修形而去除材料的面积的70％以上不在所述限制修形的区域内。14.根据权利要求13所述的直线电机(100)，其特征在于，所述限制修形的区域具有与所述最外侧的齿部的几何中心线至少部分重合的第一边界、与所述紧邻的内齿部的几何中心线至少部分重合的第二边界、以及与所述轭部的几何中心线至少部分重合的第三边界。15.根据权利要求1至14任一所述的直线电机(100)，其特征在于，所述动子绕组包括标准绕组，构成所述标准绕组的导电线材在各齿槽内占用的数量是相同的。16.根据权利要求15所述的直线电机(100)，其特征在于，所述动子绕组还包括与所述标准绕组独立的补偿绕组，所述补偿绕组具有在所述多个齿槽中的至少两个内占用的导电线材。17.根据权利要求16所述的直线电机(100)，其特征在于，由所述补偿绕组的导电线材占用的齿槽彼此相邻或者间隔至少一个齿槽。18.根据权利要求16或17所述的直线电机(100)，其特征在于，所述补偿绕组为至少两个补偿绕组，每个补偿绕组的导电线材所占用的齿槽彼此不同。19.根据权利要求16或17所述的直线电机(100)，其特征在于，所述补偿绕组为至少两个补偿绕组，所述至少两个补偿绕组的导电线材公用一个齿槽。
20.一种直线电机(100)，包括：定子(120)；相对于所述定子能够直线移动地安装的动子(110)，所述动子(...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾凯，易先彬，
申请(专利权)人：派克汉尼汾工业液压技术上海有限公司，
类型：发明
国别省市：