【技术实现步骤摘要】
本专利技术主要涉及电机，具体涉及一种模块化直线电机及直线电机系统。
技术介绍
1、目前，高速、大推力电磁驱动系统普遍采用一个单一的直线电机驱动系统来提供系统所需的推力，此时直线电机紧凑，电机工艺要求高，要求电源功率大，电源发生故障即可导致电磁驱动系统不能正常工作；而且已定型的电磁驱动系统发射低于额定载荷工况时效率降低，发射高于额定载荷时不能满足技术指标。
2、图1为传统的单一直线电机驱动系统，由于高速、大推力的驱动性能要求，直线电机尺寸大，制作安装调试要求高。另外，目前现有技术中，对应的直线电机驱动系统存在以下不足：模块化电缆长度短、接头多、成本高、可靠性较差；产品仅适用于小型工业应用设备，运行速度低，不适用于高速、大推力场合。
技术实现思路
1、本专利技术要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本专利技术提供一种可靠性高的模块化直线电机及直线电机系统。
2、为解决上述技术问题，本专利技术提出的技术方案为：
3、一种模块化直线电机，包括定子单元和动子单元，所述定子单元包括定子安装部和多个定子模块，所述动子单元包括滑架和多个永磁体，所述滑架滑动安装于所述定子安装部上，且与所述定子安装部之间形成槽部，所述槽部的长度方向与滑架的滑动方向一致；多个所述定子模块安装于槽部的定子安装部上，且沿所述槽部的深度方向呈多层布置；多个永磁体布置于滑架上，且与各层定子模块一一对应。
4、作为上述技术方案的进一步改进：
5、所述定子安
6、所述滑架包括第一滑块和第二滑块，所述第一滑块与第二滑块呈t型布置，其中第一滑块的两侧分别滑设于两块轭部的顶部，第二滑块位于槽部且滑设于底板上。
7、所述定子安装部包括底板以及位于底板中间的平板状轭部，各所述定子模块相对布置于轭部的两侧。
8、所述滑架呈中间滑块以及位于所述中间滑块两侧的侧滑板，中间滑板和两块侧滑板呈п型布置，所述中间滑块滑设于轭部的顶部，各侧滑板则滑设于底板的两侧。
9、所述定子模块包括定子齿和定子绕组，所述定子绕组缠设于定子齿上。
10、本专利技术还公开了一种模块化直线电机系统，包括多个如上所述的模块化直线电机，各模块化直线电机沿其槽部宽度方向并列布置。
11、作为上述技术方案的进一步改进：
12、各所述定子模块配置有独立的驱动控制器，各驱动控制器均与中央控制器相连。
13、所述滑架与定子安装部之间设有位移检测单元，各所述位移检测单元均与中央控制器相连。
14、所述位移检测单元为磁栅位移传感器，所述磁栅位移传感器包括动磁头和磁栅尺，所述动磁头位于所述滑架上，所述磁栅尺布置于定子安装部上。
15、与现有技术相比，本专利技术的优点在于：
16、本专利技术通过多个功率小的永磁直线同步电机组合而成一个满足大功率要求的永磁直线同步电机，能有效降低单个电机的性能要求，低载荷时使用较少的定子单元达到较高的效率，高载荷时使用较多的定子单元满足性能要求；同时单个定子模块故障不影响整体使用，具有较高的冗余和可靠性。
17、本专利技术针对高速大推力电磁驱动领域用直线驱动系统需要高压、大电流、高功率的应用特点，提出模块化直线电机的设计理念，由多层、多列或者多层多列小功率结构的组合来取代单一的电磁驱动系统，降低系统对大功率电源的要求，避免大型直线电机的工艺难度；上述各电机可以自由组合，灵活方便，可适应不同速度和不同推力的应用场景，如轻载运行可选取较少的组合取得较高的系统效率，重载运行时选取较多的功率系统组合以满足系统性能指标；而且冗余性能好，定子单元和驱动控制器为独立的模块，当其中的一个模块或几个模块出现故障时可立即更换，从整个构架上提高了系统的可靠性、安全性、容错性和协调性。
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1.一种模块化直线电机，其特征在于，包括定子单元(1)和动子单元(2)，所述定子单元(1)包括定子安装部(11)和多个定子模块(12)，所述动子单元(2)包括滑架(21)和多个永磁体(22)，所述滑架(21)滑动安装于所述定子安装部(11)上，且与所述定子安装部(11)之间形成槽部(6)，所述槽部(6)的长度方向与滑架(21)的滑动方向一致；多个所述定子模块(12)安装于槽部(6)的定子安装部(11)上，且沿所述槽部(6)的深度方向呈多层布置；多个永磁体(22)布置于滑架(21)上，且与各层定子模块(12)一一对应。
2.根据权利要求1所述的模块化直线电机，其特征在于，所述定子安装部(11)包括底板(111)以及位于底板(111)两侧的相对布置的平板状轭部(112)，各所述定子模块(12)相对布置于两块轭部(112)的内侧。
3.根据权利要求2所述的模块化直线电机，其特征在于，所述滑架(21)包括第一滑块和第二滑块，所述第一滑块与第二滑块呈T型布置，其中第一滑块的两侧分别滑设于两块轭部(112)的顶部，第二滑块位于槽部(6)且滑设于底板(111)上。>
4.根据权利要求1或2或3所述的模块化直线电机，其特征在于，所述定子安装部(11)包括底板(111)以及位于底板(111)中间的平板状轭部(112)，各所述定子模块(12)相对布置于轭部(112)的两侧。
5.根据权利要求4所述的模块化直线电机，其特征在于，所述滑架(21)呈中间滑块以及位于所述中间滑块两侧的侧滑板，中间滑板和两块侧滑板呈П型布置，所述中间滑块滑设于轭部(112)的顶部，各侧滑板则滑设于底板(111)的两侧。
6.根据权利要求1或2或3所述的模块化直线电机，其特征在于，所述定子模块(12)包括定子齿(121)和定子绕组(122)，所述定子绕组(122)缠设于定子齿(121)上。
7.一种模块化直线电机系统，其特征在于，包括多个如权利要求1-6中任意一项所述的模块化直线电机，各模块化直线电机沿其槽部(6)宽度方向并列布置。
8.根据权利要求7所述的模块化直线电机系统，其特征在于，各所述定子模块(12)配置有独立的驱动控制器(3)，各驱动控制器(3)均与中央控制器(4)相连。
9.根据权利要求8所述的模块化直线电机系统，其特征在于，所述滑架(21)与定子安装部(11)之间设有位移检测单元(5)，各所述位移检测单元(5)均与中央控制器(4)相连。
10.根据权利要求9所述的模块化直线电机系统，其特征在于，所述位移检测单元(5)为磁栅位移传感器，所述磁栅位移传感器包括动磁头和磁栅尺，所述动磁头位于所述滑架(21)上，所述磁栅尺布置于定子安装部(11)上。
...【技术特征摘要】
1.一种模块化直线电机，其特征在于，包括定子单元(1)和动子单元(2)，所述定子单元(1)包括定子安装部(11)和多个定子模块(12)，所述动子单元(2)包括滑架(21)和多个永磁体(22)，所述滑架(21)滑动安装于所述定子安装部(11)上，且与所述定子安装部(11)之间形成槽部(6)，所述槽部(6)的长度方向与滑架(21)的滑动方向一致；多个所述定子模块(12)安装于槽部(6)的定子安装部(11)上，且沿所述槽部(6)的深度方向呈多层布置；多个永磁体(22)布置于滑架(21)上，且与各层定子模块(12)一一对应。
2.根据权利要求1所述的模块化直线电机，其特征在于，所述定子安装部(11)包括底板(111)以及位于底板(111)两侧的相对布置的平板状轭部(112)，各所述定子模块(12)相对布置于两块轭部(112)的内侧。
3.根据权利要求2所述的模块化直线电机，其特征在于，所述滑架(21)包括第一滑块和第二滑块，所述第一滑块与第二滑块呈t型布置，其中第一滑块的两侧分别滑设于两块轭部(112)的顶部，第二滑块位于槽部(6)且滑设于底板(111)上。
4.根据权利要求1或2或3所述的模块化直线电机，其特征在于，所述定子安装部(11)包括底板(111)以及位于底板(111)中间的平板状轭部(112)，各所述定子模块(12)相对...
【专利技术属性】
技术研发人员：许义景，石煜，赵岸峰，陈高华，孔德坤，夏奥妮，张文龙，袁文烨，袁贤珍，郭家传，卢学云，段付佳，
申请(专利权)人：株洲中车时代电气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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