CN101834511B - 一种平面型横向磁通开关磁链永磁直线电机 - Google Patents
一种平面型横向磁通开关磁链永磁直线电机 Download PDFInfo
- Publication number
- CN101834511B CN101834511B CN2010101621608A CN201010162160A CN101834511B CN 101834511 B CN101834511 B CN 101834511B CN 2010101621608 A CN2010101621608 A CN 2010101621608A CN 201010162160 A CN201010162160 A CN 201010162160A CN 101834511 B CN101834511 B CN 101834511B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- type
- permanent magnet
- module
- stator
- magnetic conduction
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 230000004907 flux Effects 0.000 title claims abstract description 40
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims abstract description 17
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical group [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 210000000515 tooth Anatomy 0.000 claims description 18
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 abstract description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 abstract 1
- 210000003781 tooth socket Anatomy 0.000 abstract 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 3
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 3
- 229910000976 Electrical steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 238000004080 punching Methods 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 230000005389 magnetism Effects 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 210000003456 pulmonary alveoli Anatomy 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Linear Motors (AREA)
Abstract
本发明公开了一种平面型横向磁通开关磁链永磁直线电机，具有动子短、定子长的特点，其永磁体和电枢绕组均放置在运动的短电枢部分，动子运动方向与主磁通所在的平面垂直，定子部分仅是开齿槽的铁芯，其永磁体用量小、成本低。本直线电机直接驱动负载运行，模块化结构、永磁体用量少、成本低、推力密度高。其低成本高性能的特点适用于各种类型的工业、民用长行程直线运动场合，尤其是机床、半导体加工设备与物流输送线。
Description
技术领域
本发明涉及永磁直线电机领域，具体涉及平面型横向磁通永磁直线电机。
背景技术
轴向磁通结构与横向磁通结构相比，其缺点是边端效应大、推力密度低。传统平面型永磁直线电机基本都是轴向磁通结构，为了克服上述缺点，需要采用平面型横向磁通结构，目前检索到的该种结构电机动子(由郑萍等人的中国专利ZL200610150838.4所公开)为短电枢，定子为长磁极，磁极长度等于行程加上短电枢长度，行程越长，磁极就越长，因此系统存在永磁体用量大、成本高、隔磁范围广的缺点，在工业、民用、医药等需要长行程低速大推力的应用场合不适用。
发明内容
本发明解决了现有技术中永磁体用量大、成本高的问题，提供了一种平面型横向磁通开关磁链永磁直线电机，其成本更低，结构更简单，广泛适用于工业、民用、医药等需要长行程低速大推力的应用场合。
一种平面型横向磁通开关磁链永磁直线电机，包括动子和定子，其中，所述的动子由非导磁底板、设置在非导磁底板上的若干组拼装E型铁芯、以及分别绕置在每组拼装E型铁芯槽内的电枢绕组构成；所述的拼装E型铁芯包括若干个E型导磁模块，且相邻的两个E型导磁模块之间夹有E型隔磁模块，所述的E型导磁模块由两个倒置的U型铁芯中间夹置永磁体构成，相邻的两个E型导磁模块的永磁体充磁方向相反，且均位于磁通平面并与运动方向垂直；所述的定子朝向动子一面带有与拼装E型铁芯相应的若干组定子齿。
所述的定子齿中，每组沿动子行进方向分为若干个循环结构，每个循环结构分为四排，依次为：
第1排为位置与第一E型导磁模块爪面相应的两个定子齿；
第2排为位置与第一E型隔磁模块中间爪面相应的定子齿；
第3排为位置与第二E型导磁模块爪面相应的两个定子齿；
第4排为位置与第二E型隔磁模块中间爪面相应的定子齿；
其中第一E型导磁模块、第一E型隔磁模块、第二E型导磁模块和第二E型隔磁模块依次相邻，
第1排和第3排的定子齿分别对应第一E型导磁模块和第二E型导磁模块中U型铁芯的不同侧爪面。
所述的若干组定子齿为两组定子齿时，每组沿动子行进方向依次错开极距的1/2倍距离，即，每组分别前进或后退极距的1/2倍距离；所述的若干组定子齿为m组定子齿，且m≥3时，每组沿动子行进方向依次错开极距的2/m倍距离，即，每组分别前进或后退极距的2/m倍距离。
所述的E型导磁模块与E型隔磁模块的长度相等，其值为极距的一半。
所述的定子的长度模块化，实际使用时根据行程要求，选择不同长度的标准模块拼接而成。
本发明中，所述的拼装E型铁芯的组数和电枢绕组的个数，与电机相数相同。所述的E型隔磁模块采用非导磁材料。所述的绕置在每组拼装E型铁芯槽内的电枢绕组均只有一个绕组，可以仅为一个大线圈，结构十分简单。
本发明中，电枢绕组和永磁体都位于短动子部分，其主磁通所在的平面与动子运动方向垂直，每相绕组磁路与电路都独立，容错性好。
本发明中，定子上没有永磁体，定子的长度取决于实际行程，可由不同长度的标准模块拼接成需要的行程定子。定子可由硅钢片叠压而成。
安装时，所述的定子齿的端面与动子拼装E型模块爪面之间的最小气隙长度为g，g＝0.8-2.0mm。
本发明的工作原理：本发明的平面型横向磁通开关磁链永磁直线电机，动子电枢采用若干组拼装E型铁芯，放置若干个电枢绕组，永磁体夹在动子E型导磁模块中间齿部分，极性交替变换，当动子位置变化时，电枢线圈匝链的永磁磁链发生相应的变化，从而实现了磁通幅值和极性的变化，在线圈中感应产生反电势，因此只要在线圈中馈入合适的电流，即可驱动动子运动。
本发明的平面型横向磁通开关磁链永磁直线电机，具有动子短、定子长的特点，其永磁体放置在在运动的短电枢部分，动子运动方向与主磁通所在的平面垂直，定子部分仅是开齿槽的铁芯，其永磁体用量小、成本低。
与现有的开关磁链永磁直线电机相比，本电机不是传统轴向磁通结构，而是横向磁通结构，每相磁路独立，每相绕组仅为一个大线圈。
与现有文献中的横向磁通直线电机相比，其突出优点也是永磁体用量减少，行程越长，其优点越突出。该电机可广泛地应用于相类似的长行程直线电机运动设备中。
本发明的平面型横向磁通式开关磁链永磁直线电机，其永磁体用量少，推力密度高，容错性好，结构模块化，因此具有结构简单、成本低、推力密度高等优点，是直接驱动直线电机的优选方案，适用于工业、民用、医药等需要长行程低速大推力的应用场合，尤其适用于机床、半导休体加工、工业输送等长距离直线运动场合。
附图说明
图1是本发明平面型横向磁通式开关磁链永磁直线电机的整体结构示意图；
图2是本发明平面型横向磁通式开关磁链永磁直线电机的平面剖视图；
图3是本发明平面型横向磁通式开关磁链永磁直线电机的定子示意图；
图4是本发明平面型横向磁通式开关磁链永磁直线电机的拼装E型铁芯示意图；
图5是图4的E型导磁模块与隔磁模块结构示意图。
具体实施方式
下面结合实施例及其附图对本发明的技术方案作具体描述，但本发明并不仅限于此。
如图1所示，本发明平面型横向磁通式开关磁链永磁直线电机包括动子1和定子2。
动子1由动子铁芯、电枢绕组和非导磁底板1-3组成。
所述的动子铁芯包括m组拼装E型铁芯1-1，所述的m组拼装E型铁芯1-1的E型底端平面并排间隙排列在非导磁底板1-3的一侧板面上，m等于电机的相数；
所述的拼装E型铁芯1-1，每组由若干个第一E型导磁模块1-1-1、若干个第二E型导磁模块1-1-2、与若干个E型隔磁模块1-1-3排列组成，其排列顺序为第一E型导磁模块1-1-1、E型隔磁模块1-1-3、第二E型导磁模块1-1-2、E型隔磁模块1-1-3、第一E型导磁模块1-1-1......。其排列方式如图2和图4所示。
如图5所示，所述的第一E型导磁模块1-1-1由两个倒置的U型铁芯1-1-1-1中间夹置第一永磁体1-1-1-2构成，第二E型导磁模1-1-2由两个倒置的U型铁芯1-1-1-1中间夹置第二永磁体1-1-1-3构成，第一永磁体1-1-1-2和第二永磁体1-1-1-3的充磁方向相反，且均垂直于动子1的运动方向，动子1的运动方向为图1标示的A方向。所述的E型隔磁模块为整体式结构，由非导磁材料组成。所述的第一E型导磁模块1-1-1、第二E型导磁模块1-1-2以及E型隔磁块1-1-3的长度相等，其值为极距的一半。
所述的电枢绕组包括m相电枢绕组1-2，每相电枢绕组1-2为一个电枢绕组，放置在相应的每组拼装E型铁芯1-1的槽1-4中，每相绕组磁路与电路都独立；
定子2为齿槽式铁芯，定子2上无永磁体，由仅开齿槽的硅钢片按顺序叠压而成。定子2包含m组定子齿2-1，每组定子齿2-1与每组拼装E型铁芯1-1对应；
所述的定子齿2-1的齿槽开在与动子1相对的一侧端面，所述的定子齿2-1的齿面位于第一E型导磁模块1-1-1、第二E型导磁模块1-1-2或E型隔磁模块1-1-3的爪面位置，当磁路磁通最大时，第一E型导磁模块1-1-1的爪面下对应为第一定子齿2-1-1，第二E型导磁模块1-1-2的爪面下对应为第二定子齿2-1-2，E型隔磁模块1-1-3的爪面下对应为第三定子齿2-1-3，每组定子齿沿动子行进方向的排列顺序为：第一定子齿2-1-1、第三定子齿2-1-3、第二定子齿2-1-2、第三定子齿2-1-3、第一定子齿2-1-1、
如图3所示。
所述的m组定子齿2-1中，m＝2时，每组沿动子行进方向依次错开极距的1/2倍距离，即，一组前进或后退极距的1/2倍距离；m≥3时，每组沿动子行进方向依次错开极距的2/m倍距离，即，一组前进或后退极距的2/m倍距离。
定子2的长度模块化，实际使用时根据行程要求，选择不同长度的标准模块拼接而成；动子1与定子2之间的最小气隙为g。即，安装时，所述的定子齿2-1端面与拼装E型铁芯1-1爪面之间的最小气隙长度为g，g＝0.8mm。
当驱动器工作时，动子1的电枢绕组1-2中通入二相或三相以上交流电，在动子1中产生电磁推力并产生感应电动势，驱动动子1向前运动，即可推动负载前进。
本发明的平面型横向磁通开关磁链永磁直线电机应用在机床或半导体加工设备时，在工作平台上安装定子2，动子1与负载平台固定在一起，由直线轴承保持两者之间的气隙g，在工作平台上安装位置检测装置，当位置检测装置检测出动子1位置后，驱动器工作输出相应的电压，驱动动子1前进，动子1在直线轴承导向下作往复直线运动。与已有设备中永磁直线同步电机相比，本平面型横向磁通开关磁链永磁直线电机优点十分突出，永磁体用量少、成本低、推力密度高、每相磁路独立容错性好；与现有文献中的横向磁通直线电机相比，其突出优点也是永磁体用量减少，行程越长，其优点越突出。该电机可广泛地应用于相类似的长行程直线电机运动设备中。
Claims (4)
1.一种平面型横向磁通开关磁链永磁直线电机，包括动子和定子，所述的动子由非导磁底板、设置在非导磁底板上的若干组拼装E型铁芯、以及分别绕置在每组拼装E型铁芯槽内的电枢绕组构成；所述的拼装E型铁芯包括若干个E型导磁模块，且相邻的两个E型导磁模块之间夹有E型隔磁模块，所述的E型导磁模块由两个倒置的U型铁芯中间夹置永磁体构成，相邻的两个E型导磁模块的永磁体充磁方向相反；所述的定子朝向动子一面带有与拼装E型铁芯相应的若干组定子齿；
其特征在于：所述的若干组定子齿中，每组沿动子行进方向分为若干个循环结构，每个循环结构分为四排，依次为：
第1排为位置与第一E型导磁模块爪面相应的两个定子齿；
第2排为位置与第一E型隔磁模块中间爪面相应的定子齿；
第3排为位置与第二E型导磁模块爪面相应的两个定子齿；
第4排为位置与第二E型隔磁模块中间爪面相应的定子齿；
其中第一E型导磁模块、第一E型隔磁模块、第二E型导磁模块和第二E型隔磁模块依次相邻，
第1排和第3排的定子齿分别对应第一E型导磁模块和第二E型导磁模块中U型铁芯的不同侧爪面。
2.根据权利要求1所述的平面型横向磁通开关磁链永磁直线电机，其特征在于：所述的若干组定子齿为两组定子齿时，每组沿动子行进方向依次错开极距的1/2倍距离；所述的若干组定子齿为m组定子齿，且m≥3时，每组沿动子行进方向依次错开极距的2/m倍距离。
3.根据权利要求1所述的平面型横向磁通开关磁链永磁直线电机，其特征在于：所述的E型导磁模块与E型隔磁模块的长度相等，其值为极距的一半。
4.根据权利要求1所述的平面型横向磁通开关磁链永磁直线电机，其特征在于：所述的定子的长度模块化，实际使用时根据行程要求，选择不同长度的标准模块拼接而成。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2010101621608A CN101834511B (zh) | 2010-04-30 | 2010-04-30 | 一种平面型横向磁通开关磁链永磁直线电机 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2010101621608A CN101834511B (zh) | 2010-04-30 | 2010-04-30 | 一种平面型横向磁通开关磁链永磁直线电机 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN101834511A CN101834511A (zh) | 2010-09-15 |
| CN101834511B true CN101834511B (zh) | 2011-11-23 |
Family
ID=42718477
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN2010101621608A Expired - Fee Related CN101834511B (zh) | 2010-04-30 | 2010-04-30 | 一种平面型横向磁通开关磁链永磁直线电机 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN101834511B (zh) |
Families Citing this family (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102857065B (zh) * | 2011-07-01 | 2014-12-10 | 中国江南航天工业集团林泉电机厂 | 一种容错型横向磁场永磁直线电机 |
| CN102938603B (zh) * | 2012-11-26 | 2015-04-22 | 江苏大学 | 模块化c型定子铁芯的圆筒型永磁直线电机 |
| CN103607059A (zh) * | 2013-11-18 | 2014-02-26 | 南京理工大学 | 定子聚磁式磁通切换横向磁通永磁风力发电机 |
| CN103795204B (zh) * | 2014-01-23 | 2016-02-24 | 鲁东大学 | 一种聚磁式横向磁通永磁直线电机 |
| CN104811001B (zh) * | 2015-04-14 | 2017-03-29 | 鲁东大学 | 一种磁通切换型横向磁通永磁直线电机 |
| CN104811008A (zh) * | 2015-05-26 | 2015-07-29 | 哈尔滨工业大学 | 圆筒型开关磁链永磁直线振荡电机 |
| EP3326276B1 (en) * | 2015-07-20 | 2021-03-31 | MOTX Ltd. | Transverse flux linear motor |
| CN105356722B (zh) * | 2015-12-10 | 2018-09-18 | 山东大学 | 一种双磁路e型结构横向磁通直线开关磁阻电机 |
| CN105356720B (zh) * | 2015-12-10 | 2018-09-18 | 山东大学 | 一种双永磁体横向磁通直线永磁电机 |
| CN107659109B (zh) * | 2017-10-11 | 2023-09-08 | 常州汉姆智能科技有限公司 | 直线步进电机 |
| CN109067043A (zh) * | 2018-09-26 | 2018-12-21 | 深圳大学 | 一种平面磁通切换型永磁电机 |
| CN110176846B (zh) * | 2019-04-30 | 2020-11-24 | 华中科技大学 | 一种带连接桥的开关磁链永磁电机 |
| CN110690808B (zh) * | 2019-08-19 | 2022-01-28 | 中国矿业大学 | 一种次级短磁路双边型初级永磁式横向磁通直线电机 |
| CN110690806B (zh) * | 2019-08-19 | 2021-09-24 | 中国矿业大学 | 一种平板型初级永磁式横向磁通直线电机 |
| CN111404290B (zh) * | 2020-03-12 | 2021-08-03 | 华中科技大学 | 一种集中绕组横向磁通永磁同步电机 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101527494A (zh) * | 2009-04-27 | 2009-09-09 | 青岛同日电机有限公司 | 一种平板型直线电机 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6522035B1 (en) * | 2001-07-05 | 2003-02-18 | Anorad Corporation | Forcer and associated three phase linear motor system |
| CN100592609C (zh) * | 2006-09-28 | 2010-02-24 | 哈尔滨工业大学 | 横向磁通平板式永磁直线电机 |
| KR100977471B1 (ko) * | 2007-12-24 | 2010-08-23 | 한국전기연구원 | 리니어 베어링 및 선형 전동기의 결합 장치 |
| CN201298801Y (zh) * | 2008-09-09 | 2009-08-26 | 浙江大学 | 一种模块化容错型永磁开关磁链直线电机 |
-
2010
- 2010-04-30 CN CN2010101621608A patent/CN101834511B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101527494A (zh) * | 2009-04-27 | 2009-09-09 | 青岛同日电机有限公司 | 一种平板型直线电机 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN101834511A (zh) | 2010-09-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101834511B (zh) | 一种平面型横向磁通开关磁链永磁直线电机 | |
| CN101355289B (zh) | 模块化容错型永磁开关磁链直线电机 | |
| US20070222304A1 (en) | Electric machine | |
| CN101814819B (zh) | 独立正弦驱动式永磁同步容错直线电机 | |
| CN106887939B (zh) | 一种开关磁通永磁直线电动机进给装置 | |
| CN104242596B (zh) | 一种不对称双边型永磁直线同步电机 | |
| CN107070165B (zh) | 一种磁通反向型永磁直线电机及其应用 | |
| CN101278467A (zh) | 线性同步电动机以及线性电动机促动器 | |
| CN105006940A (zh) | 直线运动线性模组及应用该模组的位置控制伺服系统 | |
| CN110011513A (zh) | 一种模块化初级永磁式双边开关磁阻直线电机 | |
| CN105871171B (zh) | 一种变磁通直线同步电动机 | |
| JP5488836B2 (ja) | リニアモータ | |
| CN102891585B (zh) | 一种单边型动磁直线电机 | |
| CN103618429A (zh) | 一种永磁直线电机及由其构成的电机模组 | |
| CN107465327A (zh) | 电励磁双凸极直线电机 | |
| CN105406682B (zh) | 一种平板型直线开关磁链电机及其错齿位移选择方法 | |
| CN110138173A (zh) | 一种模块化高推力密度开关磁阻直线电机 | |
| CN115622302B (zh) | 动子可自供电的多动子永磁直线电机及其协同控制方法 | |
| CN208489786U (zh) | 一种竖装平板直线电机 | |
| CN203406765U (zh) | 一种多齿结构的开关磁链直线电动机 | |
| CN108574393B (zh) | 一种双定子双凸极永磁直线电机 | |
| CN201298801Y (zh) | 一种模块化容错型永磁开关磁链直线电机 | |
| CN203608049U (zh) | 模块化容错型电磁发射用直线电机 | |
| CN108527910A (zh) | 一种定子永磁直线电机驱动压力机 | |
| CN102195439A (zh) | 一种多定子多动子阵列式直线电机驱动装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20111123 Termination date: 20180430 |