【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电机制造，尤其涉及一种高集成度磁通切换两自由度电机。
技术介绍
1、近年来，随着科技和经济的快速发展，发展节能、高效、高集成度的装备和技术至关重要。作为智能装备技术的核心之一，高效率、高可靠、高智能化、高集成度的电机及其驱动系统的研发受到高度重视。传统的电机只能实现单自由度的一维运动，已无法满足需要多自由度运动的智能制造装备、交通运输装备等诸多高尖端装备领域的需求。
2、两自由度电机是一种能够实现单旋转、单直线或螺旋运动的驱动元件。传统的两自由度驱动系统采用多个旋转电机配合机械转换装置来实现，具有材料利用率低、体积大、效率低等缺点，距离商业化应用还存在一定距离。因此，设计开发一款两自由度电机，在减小损耗、提高集成度和提高功率密度等方面进行设计和优化，对推进此类电机的发展和应用非常重要。
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题是克服现有技术中存在的不足，提供一种高集成度磁通切换两自由度电机，提高空间和材料利用率，提高功率密度，降低转矩和推力波动，提高电机运行的可靠性。
2、本专利技术是通过以下技术方案予以实现：
3、一种高集成度磁通切换两自由度电机，包括定子组件以及位于定子组件中部的动子单元，所述定子组件与动子单元之间具有气隙。所述定子组件包括同轴设置的多个定子单元以及绕制于相邻定子单元之间的电枢绕组，所述定子单元包括环周设置的多组定子模块以及连接于相邻定子模块之间的直线型永磁体，各所述定子模块通过直线型永磁体围成环状结构。所
4、根据上述技术方案，优选地，所述定子模块包括两组定子铁心以及嵌入两定子铁心之间的中间永磁体，所述定子铁心与中间永磁体的截面形状相同。其中定子铁心、中间永磁体的截面形状为u型结构，使所述定子模块的形成两个定子齿，沿轴向分布的相邻定子单元的定子齿之间相贴合形成合成齿，所述电枢绕组采用集中绕组，所述电枢绕组分别绕制在合成齿外。
5、根据上述技术方案，优选地，所述直线型永磁体、中间永磁体的充磁方向均为切向，且充磁方向相反，其中直线型永磁体、中间永磁体为钕铁硼、钐钴、铁氧体永磁材料。
6、根据上述技术方案，优选地，所述动子模块外环周均匀设置有多个动子齿，相邻所述动子模块的动子齿错位分布。其中动子模块外沿圆周设置动子齿的数量为n，相邻所述动子模块的动子齿沿圆周相差(π/n)°。
7、根据上述技术方案，优选地，所述定子铁心、动子模块均为硅钢片导磁材料。
8、本专利技术的有益效果是：
9、本专利技术结构设计科学合理，易于实现，利用“磁通切换”原理，采用单定子与单动子即可实现单旋转、单直线或两自由度螺旋运动，具有高转矩密度、高功率密度、低转矩和推力脉动的优点；
10、本专利技术中定子组件采用集成化设计，各模块结构设计一致，便于加工制造；同时动子仅由导磁材料构成，没有永磁体和绕组，结构简单且坚固，适合高速运行，可靠性高；
11、此外，本专利技术公开的高集成度磁通切换两自由度电机，既可以做发电运行，又可以做电动运行，可做为标准件应用到多场景模式下，具有极大的市场应用前景。
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1.一种高集成度磁通切换两自由度电机，包括定子组件以及位于定子组件中部的动子单元(6)，所述定子组件与动子单元(6)之间具有气隙，其特征在于：
2.根据权利要求1所述一种高集成度磁通切换两自由度电机，其特征在于：所述定子模块包括两组定子铁心(4)以及嵌入两定子铁心(4)之间的中间永磁体(5)，所述定子铁心(4)与中间永磁体(5)的截面形状相同。
3.根据权利要求2所述一种高集成度磁通切换两自由度电机，其特征在于：所述定子铁心(4)、中间永磁体(5)的截面形状为U型结构，使所述定子模块的形成两个定子齿。
4.根据权利要求3所述一种高集成度磁通切换两自由度电机，其特征在于：沿轴向分布的相邻定子单元(1)的定子齿之间相贴合形成合成齿，所述电枢绕组(3)采用集中绕组，所述电枢绕组(3)分别绕制在合成齿外。
5.根据权利要求2至4中任意一项的所述一种高集成度磁通切换两自由度电机，其特征在于：所述直线型永磁体(2)、中间永磁体(5)的充磁方向均为切向，且充磁方向相反。
6.根据权利要求5所述一种高集成度磁通切换两自由度电机，其特征在
7.根据权利要求1所述一种高集成度磁通切换两自由度电机，其特征在于：所述动子模块外环周均匀设置有多个动子齿，相邻所述动子模块的动子齿错位分布。
8.根据权利要求7所述一种高集成度磁通切换两自由度电机，其特征在于：所述动子模块外沿圆周设置动子齿的数量为N，相邻所述动子模块的动子齿沿圆周相差(π/N)°。
9.根据权利要求2、7、8中任意一项的所述一种高集成度磁通切换两自由度电机，其特征在于：所述定子铁心(4)、动子模块均为硅钢片导磁材料。
...【技术特征摘要】
1.一种高集成度磁通切换两自由度电机，包括定子组件以及位于定子组件中部的动子单元(6)，所述定子组件与动子单元(6)之间具有气隙，其特征在于：
2.根据权利要求1所述一种高集成度磁通切换两自由度电机，其特征在于：所述定子模块包括两组定子铁心(4)以及嵌入两定子铁心(4)之间的中间永磁体(5)，所述定子铁心(4)与中间永磁体(5)的截面形状相同。
3.根据权利要求2所述一种高集成度磁通切换两自由度电机，其特征在于：所述定子铁心(4)、中间永磁体(5)的截面形状为u型结构，使所述定子模块的形成两个定子齿。
4.根据权利要求3所述一种高集成度磁通切换两自由度电机，其特征在于：沿轴向分布的相邻定子单元(1)的定子齿之间相贴合形成合成齿，所述电枢绕组(3)采用集中绕组，所述电枢绕组(3)分别绕制在合成齿外。
5.根据权利要求2...
【专利技术属性】
技术研发人员：谢璐佳，司纪凯，苏鹏，聂瑞，王培欣，高洁，石旭东，
申请(专利权)人：中国民航大学，
类型：发明
国别省市：
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