高推力密度圆筒型直线电机制造技术

高推力密度圆筒型直线电机，本发明专利技术涉及到电机技术，它解决了现有直线电机的定位力大、过载能力与推力密度低、制造工艺复杂等问题。永磁体与导磁轭为圆柱形或圆筒形，并且间隔排列；电枢铁心为圆筒形，其外壁沿径向均匀开有开口向外的放射状凹槽，凹槽的宽度为０．１～２ｍｍ，电枢铁心固定在机壳内或固定件外；电枢绕组的线圈在电枢铁心的内壁或外壁上依次排列；初级与次级之间设置有气隙；永磁体轴向长度大于所述线圈的径向厚度ｂ、气隙８的径向长度ａ与固定件６壁厚ｃ之和；导磁轭轴向长度为永磁体轴向长度的１／３至１／６；电枢铁心的长度Ｌ↓［ａ］与次级极距τ↓［ｐ］之间满足关系Ｌ↓［ａ］＝ｎτ↓［ｐ］＋ΔＬ，ΔＬ＝ΔＬ↓［１］＋ΔＬ↓［２］＝１／２τ↓［ｐ］。本发明专利技术制造工艺简单、消除了铁心开槽引起的定位力、提高了电机的过载能力与推力密度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及到电机技术，具体涉及到一种高推力密度圆筒型直线电机。
技术介绍
现有的圆筒型永磁直线同步电机的结构如图4所示。电枢铁心采用齿槽 结构，绕组嵌放在铁心槽中， 一方面会产生因铁心开槽引起的定位力，另一 方面，当绕组电流较大时，电枢反应会引起磁路饱和、气隙磁场发生畸变以 及铁耗增加，限制了电机的过载能力与推力密度；同时，铁心齿的存在会降 低绕组嵌放的密度，从而影响推力密度的提高，而且电机的制造工艺复杂。
技术实现思路
本专利技术为了解决现有直线电机的定位力大、过载能力与推力密度低、制 造工艺复杂等问题，而提出一种高推力密度圆筒型直线电机。本专利技术的高推力密度圆筒型直线电机为外电枢结构，它包括电枢铁心、 电枢绕组、机壳、永磁体、导磁轭和固定件；电机为外电枢结构，电枢铁心、 电枢绕组和机壳构成初级；永磁体、导磁轭和固定件构成次级；永磁体与导 磁轭均为圆柱形；所述永磁体与导磁轭在圆筒形的固定件内依次间隔排列； 电枢铁心为圆筒形，所述电枢铁心的外壁沿径向均匀开有开口向外的放射状 凹槽，所述凹槽的宽度为0.1mm 2mm，电枢铁心的外壁固定在圆筒形的机 壳的内壁上；电枢绕组的线圈为圆环形的线圈，组成各相电枢绕组的线圈在 电枢铁心的内壁上依次排列；所述线圈内壁与固定件的外壁之间设置有气隙； 永磁体轴向长度大于所述线圈的径向厚度b、气隙的径向长度a与固定件壁 厚C之和；导磁轭轴向长度为永磁体轴向长度的l/3至l/6;电枢铁心的长度 Z。与次级极距、之间满足关系<formula>formula see original document page 4</formula>其中，AI是电枢铁心与电枢绕组相差的总长度，A^和A^分别是电枢铁心与 电枢绕组两端相差的长度，n为自然数。本专利技术的高推力密度圆筒型直线电机为内电枢结构，它包括电枢铁心、电枢绕组、机壳、永磁体、导磁轭和固定件；电机为内电枢结构，电枢铁心、 电枢绕组和固定件构成初级；永磁体、导磁轭和机壳构成次级；永磁体与导 磁轭均为圆环形；所述永磁体与导磁轭在圆筒形的机壳内依次间隔排列；电 枢铁心为圆筒形，所述电枢铁心的外壁沿径向均匀开有开口向外的放射状凹 槽，所述凹槽的宽度为0.1mm 2mm,电枢铁心的内壁固定在圆柱形或圆筒 形的固定件的外壁上；电枢绕组的线圈为圆环形的线圈，组成各相电枢绕组 的线圈在电枢铁心的外壁上依次排列；所述线圈外壁与永磁体的内壁和导磁 轭的内壁之间设置有气隙；永磁体轴向长度大于所述线圈的径向厚度b、气 隙径向长度c与固定件半径的厚度或壁厚c之和；导磁轭轴向长度为永磁体 轴向长度的1/3至1/6;电枢铁心的长度^与次级极距、之间满足关系其中，AZ是电枢铁心与电枢绕组相差的总长度，AA和A^分别是电枢铁心与电枢绕组两端相差的长度，n为自然数。专利技术效果本专利技术简化了电机的制造工艺，消除了铁心开槽引起的定位 力，并提高了电机的过载能力与推力密度。 附图说明图1是具体实施方式一的结构示意图；图2是具体实施方式二的结构示 意图；图3是电枢铁心1的轴向视图；图4是现有的圆筒型永磁直线同步电 机的结构示意图。具体实施例方式具体实施方式一结合图1和图3说明本实施方式，本实施方式的电机 为外电枢结构，初级由电枢铁心l、电枢绕组2和机壳3组成；次级由永磁 体4、导磁轭5和固定件6组成；永磁体4与导磁轭5均为圆柱形；所述永 磁体4与导磁轭5在圆筒形的固定件6内依次间隔排列；电枢铁心1为圆筒 形，所述电枢铁心1的外壁沿径向均匀开有开口向外的放射状凹槽7，所述 凹槽7的宽度为0.1mm 2mm，电枢铁心1的外壁固定在圆筒形的机壳3的 内壁上；电枢绕组2的线圈为圆环形的线圈，组成各相电枢绕组2的线圈在 电枢铁心1的内壁上依次排列；所述线圈内壁与固定件6的外壁之间设置有气隙8;永磁体4轴向长度大于所述线圈的径向厚度与气隙8长度、固定件6 壁厚之和；导磁轭5轴向长度为永磁体4轴向长度的1/3至1/6;电枢铁心1 的长度Z"与次级极距^之间满足关系<formula>formula see original document page 6</formula>其中，AL是电枢铁心1与电枢绕组2相差的总长度，AL,和AI,分别是电枢铁心1与电枢绕组2两端相差的长度，n为自然数。具体实施方式二结合图2和图3说明本实施方式，本实施方式的电机 为内电枢结构；初级由电枢铁心l、电枢绕组2和固定件6组成；次级由永 磁体4、导磁轭5和机壳3组成；永磁体4与导磁轭5均为圆环形；所述永磁体4与导磁轭5在圆筒形的机壳3内依次间隔排列；电枢铁心1为圆筒形，所述电枢铁心1的外壁沿径向均匀开有开口向外的放射状凹槽7，所述凹槽7的宽度为0.1mm 2mm，电枢铁心1的内壁固定在圆柱形或圆筒形的固定件6的外壁上；电枢绕组2的线圈为圆环形的线圈，组成各相电枢绕组2的线圈在电枢铁心1的外壁上依次排列；所述线圈外壁与永磁体4的内壁和导磁轭5的内壁之间设置有气隙8;永磁体4轴向长度大于所述线圈的径向厚度与气隙8长度、固定件6半径的厚度或壁厚之和；导磁轭5轴向长度为永磁体4轴向长度的1/3至1/6;电枢铁心1的长度￡。与次级极距^之间满足关系<formula>formula see original document page 6</formula>其中，AL是电枢铁心1与电枢绕组2相差的总长度，AA和AZ^分别是电 枢铁心1与电枢绕组2两端相差的长度，n为自然数。具体实施方式三本实施方式与具体实施方式一或二不同点在于永磁 体4采用稀土永磁体，轴向充磁，相邻永磁体4的充磁方向相反；固定件6 采用非磁性材料，如不锈钢；机壳3采用轻质非磁性材料，如铝合金；导磁 轭5采用饱和磁密高的磁性材料。其它组成和连接方式与具体实施方式一或二相同。权利要求1、高推力密度圆筒型直线电机，它包括电枢铁心(1)、电枢绕组(2)、机壳(3)、永磁体(4)、导磁轭(5)和固定件(6)；电机为外电枢结构，电枢铁心(1)、电枢绕组(2)和机壳(3)构成初级；永磁体(4)、导磁轭(5)和固定件(6)构成次级；其特征在于永磁体(4)与导磁轭(5)均为圆柱形；所述永磁体(4)与导磁轭(5)在圆筒形的固定件(6)内依次间隔排列；电枢铁心(1)为圆筒形，所述电枢铁心(1)的外壁沿径向均匀开有开口向外的放射状凹槽(7)，所述凹槽(7)的宽度为0.1mm～2mm，电枢铁心(1)的外壁固定在圆筒形的机壳(3)的内壁上；电枢绕组(2)的线圈为圆环形的线圈，组成各相电枢绕组(2)的线圈在电枢铁心(1)的内壁上依次排列；所述线圈内壁与固定件(6)的外壁之间设置有气隙(8)；永磁体(4)轴向长度大于所述线圈的径向厚度b、气隙(8)的径向长度a与固定件(6)壁厚c之和；导磁轭(5)轴向长度为永磁体(4)轴向长度的1/3至1/6；电枢铁心(1)的长度La与次级极距τp之间满足关系<maths id="math0001" num="0001" ><math><!]></math></maths>其中，ΔL是电枢铁心(1)与电枢绕组(2)相差的本文档来自技高网...

【技术保护点】
高推力密度圆筒型直线电机，它包括电枢铁心（１）、电枢绕组（２）、机壳（３）、永磁体（４）、导磁轭（５）和固定件（６）；电机为外电枢结构，电枢铁心（１）、电枢绕组（２）和机壳（３）构成初级；永磁体（４）、导磁轭（５）和固定件（６）构成次级；其特征在于永磁体（４）与导磁轭（５）均为圆柱形；所述永磁体（４）与导磁轭（５）在圆筒形的固定件（６）内依次间隔排列；电枢铁心（１）为圆筒形，所述电枢铁心（１）的外壁沿径向均匀开有开口向外的放射状凹槽（７），所述凹槽（７）的宽度为０．１ｍｍ～２ｍｍ，电枢铁心（１）的外壁固定在圆筒形的机壳（３）的内壁上；电枢绕组（２）的线圈为圆环形的线圈，组成各相电枢绕组（２）的线圈在电枢铁心（１）的内壁上依次排列；所述线圈内壁与固定件（６）的外壁之间设置有气隙（８）；永磁体（４）轴向长度大于所述线圈的径向厚度ｂ、气隙（８）的径向长度ａ与固定件（６）壁厚ｃ之和；导磁轭（５）轴向长度为永磁体（４）轴向长度的１／３至１／６；电枢铁心（１）的长度Ｌ↓［ａ］与次级极距τ↓［ｐ］之间满足关系：　Ｌ↓［ａ］＝ｎτ↓［ｐ］＋ΔＬ，ΔＬ＝ΔＬ ↓［１］＋ΔＬ↓［２］＝１／２τ↓［ｐ］　其中，ΔＬ是电枢铁心（１）与电枢绕组（２）相差的总长度，ΔＬ↓［１］和ΔＬ↓［２］分别是电枢铁心（１）与电枢绕组（２）两端相差的长度，ｎ为自然数。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：寇宝泉，李立毅，吴红星，黄旭珍，
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]