CN102437707A - 机械调磁式开关磁链永磁直线同步电机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种机械调磁式开关磁链永磁直线同步电机，包括铁芯(1)和电枢(2)，所述电枢(2)包括电枢铁芯(21)、电枢绕组(22)和永磁体(23)，所述开关磁链永磁直线同步电机还包括用于调节铁芯(1)和电枢(2)之间气隙磁场的调磁机构(3)，所述调磁机构(3)包括支架(31)，所述支架(31)上固定有多个与永磁体(23)对应的调磁铁块(32)，所述支架(31)上还设有用于调节永磁体(23)与调磁铁块(32)之间的相对位置的间隙调节组件。本发明具有磁场大小可调节、安装拆卸简单、表面清理方便、结构简单、成本低廉、适用范围广泛的优点。

Description

机械调磁式开关磁链永磁直线同步电机

技术领域

本发明涉及永磁直线同步电动机，具体涉及一种开关磁链永磁直线同步电机。

背景技术

开关磁链永磁直线同步电机包括铁芯和电枢，永磁体放置在电枢上、铁芯上开设有齿槽，由于其具有永磁体用量小、成本低的优点，因此目前得到了广泛的应用。但是开关磁链永磁直线同步电机与一般的永磁电机相同，存在磁场调节困难的问题，磁场调节困难的问题在需要弱磁链扩速的场合尤其凸显。

为了解决磁场调节困难的问题，现有技术是采用混合励磁结构。但是混合励磁结构一方面需要增加一套磁场调节绕组，另一方面需要增加相应的调节电源，从而结构变得复杂、可靠性降低，而且由于永磁体的存在，其电枢表面也容易吸附铁磁性物体，清理比较困难。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种磁场大小可调节、安装拆卸简单、表面清理方便、结构简单、成本低廉、适用范围广泛的机械调磁式开关磁链永磁直线同步电机。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种机械调磁式开关磁链永磁直线同步电机，包括铁芯和电枢，所述电枢包括电枢铁芯、电枢绕组和永磁体，所述开关磁链永磁直线同步电机还包括用于调节铁芯和电枢之间气隙磁场的调磁机构，所述调磁机构包括支架，所述支架上固定有多个与永磁体对应的调磁铁块，所述支架上还设有用于调节永磁体与调磁铁块之间的相对位置的间隙调节组件。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述电枢为动子，所述电枢设于支架内，所述调磁铁块分别固定于所述支架上且设于永磁体的上侧，所述间隙调节组件包括用于调节支架相对电枢左右移动的左调节螺杆和右调节螺杆，所述左调节螺杆与支架螺纹连接并定位于电枢的左端，所述右调节螺杆与支架螺纹连接并定位于电枢的右端。

所述电枢为定子，所述电枢设于支架内，所述调磁铁块分别固定于所述支架上且设于永磁体的下侧，所述间隙调节组件包括用于调节支架相对电枢左右移动的左调节螺杆和右调节螺杆，所述左调节螺杆与支架螺纹连接并定位于电枢的左端，所述右调节螺杆与支架螺纹连接并定位于电枢的右端。

所述电枢为定子，所述调磁铁块分别固定于所述支架上且设于永磁体的下侧，所述间隙调节组件包括用于调节支架高度的高度调节机构，所述支架支承于所述高度调节机构上。

所述电枢铁芯为U形，所述电枢绕组设于电枢铁芯的U形开口内，所述永磁体设于两个相邻的电枢铁芯之间。

所述调磁铁块的数量与永磁体的数量相同且与永磁体一一对应。

所述调磁铁块的数量为永磁体的数量的一半，每一个调磁铁块与两个永磁体相对应，所述支架为导磁材料制成的支架。

本发明具有下述优点：

1、本发明开关磁链永磁直线同步电机还包括用于调节铁芯和电枢之间气隙磁场的调磁机构，调磁机构包括支架，支架上固定有多个与永磁体对应的调磁铁块，支架上还设有用于调节永磁体与调磁铁块之间的相对位置的间隙调节组件，从而可以调节磁场大小，更重要的是可以在电机安装、维护时使磁场短路，从而便于安装、清理表面铁屑与灰尘等，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，尤其是数控机床、长距离物流输送线与需要调节磁场的直线试验平台。

2、本发明调节永磁体与调磁铁块之间的相对位置时只需要调节间隙调节组件即可，因此具有调节方便、节约能耗、调节范围大、安装拆卸与清理方便的优点。

3、本发明间隙调节组件进一步为左调节螺杆、右调节螺杆或者进一步为高度调节机构，采用机械调磁装置结构，能够实现分档无级调节气隙磁场并可使气隙磁场调节到接近于零，具有调节效率高、磁场调节方便、调节精度高、电机安装拆卸方便、表面清理容易的优点。

附图说明

图1为本发明实施例一的结构示意图。

图2为本发明实施例一处于检修状态的结构示意图。

图3为本发明实施例一处于部分调磁状态的结构示意图。

图4为本发明实施例一处于正常工作状态的结构示意图。

图5为本发明实施例二的结构示意图。

图6为本发明实施例三的结构示意图。

图7为本发明实施例四的结构示意图。

图例说明：1、铁芯；2、电枢；21、电枢铁芯；22、电枢绕组；23、永磁体；3、调磁机构；31、支架；32、调磁铁块；331、左调节螺杆；332、右调节螺杆；333、高度调节机构。

具体实施方式

实施例一：

如图1所示，本实施例的机械调磁式开关磁链永磁直线同步电机，包括铁芯1和电枢2，电枢2包括电枢铁芯21、电枢绕组22和永磁体23，开关磁链永磁直线同步电机还包括用于调节铁芯1和电枢2之间气隙磁场的调磁机构3，调磁机构3包括支架31，支架31上固定有多个与永磁体23对应的调磁铁块32，支架31上还设有用于调节永磁体23与调磁铁块32之间的相对位置的间隙调节组件。在不需要调节磁场时(在额定速度以下时)，通过调节间隙调节组件使调磁铁块32位于电枢铁芯21下；在需要调节磁场时(提高运行速度时)，通过调节间隙调节组件移动调磁铁块32的位置，逐渐移动到永磁体23下方，移动距离越大，则气隙磁场越小；当不需要磁场时(安装、拆卸与清扫时)，则可以通过调节间隙调节组件将调磁铁块32完全位于永磁体23的下方。

电枢铁芯21为U形，电枢绕组22设于电枢铁芯21的U形开口内，永磁体23设于两个相邻的电枢铁芯21之间。本实施例中，电枢铁芯21为模块化U形结构，两块电枢铁芯21夹住永磁体23后形成一个E型整体。

本实施例采用动电枢的形式，电枢2为动子，电枢2设于支架31内，调磁铁块32分别固定于支架31上且设于永磁体23的上侧，间隙调节组件包括用于调节支架31相对电枢2左右移动的左调节螺杆331和右调节螺杆332，左调节螺杆331与支架31螺纹连接并定位于电枢2的左端，右调节螺杆332与支架31螺纹连接并定位于电枢2的右端。

调磁铁块32的数量与永磁体23的数量相同且与永磁体23一一对应，形成全调磁式结构(即调磁铁块32个数与永磁体23的块数相同)。

图2～图4为本实施例调节磁场时的3种位置，其中虚线表示磁力线方向。

如图2所示，本实施例在检修状态时，调磁铁块32移动到永磁体23的正下方，此时永磁体23的磁场通过调磁铁块32形成闭合回路，本实施例的气隙磁场基本为零，电枢2的表面不会吸附铁磁性物体，方便电机安装与清理表面。

如图3所示，本实施例在调磁状态时，调磁铁块32偏离永磁体23，但与永磁体23部分重合，则永磁体23部分磁链通过调磁铁块32闭合，部分磁链穿过电枢2与铁芯1闭合，在气隙中存在减弱的磁场，相当于部分调磁，可采用分档式调节。图中虚线表示永磁体的磁力线。

如图4所示，本实施例在工作状态时，调磁铁块32完全偏离永磁体23，处于电枢铁芯21的正下方，则永磁体23磁链都穿过电枢2与铁芯1闭合，在气隙中存在最强的磁场，即正常工作状态。图中虚线表示永磁体的磁力线。

实施例二：

如图5所示，本实施例与实施例一基本相同，其主要不同点为：调磁铁块32的数量为永磁体23的数量的一半，每一个调磁铁块32与两个永磁体23相对应，支架31为导磁材料制成的支架，形成半调磁式结构(即调磁铁块32的个数只为永磁体23块数的一半)。

实施例三：

如图6所示，本实施例与实施例一基本相同，其主要不同点为：电枢2为定子，铁芯1与输送线安装在一起。电枢2设于支架31内，调磁铁块32分别固定于支架31上且设于永磁体23的下侧，间隙调节组件包括用于调节支架31相对电枢2左右移动的左调节螺杆331和右调节螺杆332，左调节螺杆331与支架31螺纹连接并定位于电枢2的左端，右调节螺杆332与支架31螺纹连接并定位于电枢2的右端。本实施例的间隙调节组件采用左右移动方式，电枢2与间隙调节组件安装在一起。当电枢铁芯21中通入所需频率的三相对称交流电，则产生电磁推力，驱动输送线前进。如果需要提供输送线的速度，则同步调节左调节螺杆331和右调节螺杆332，使调磁铁块32与电枢2的永磁体23位置靠近，使气隙磁场变小，达到速度增大的目的；当需要清理表面或安装拆卸时，则则同步调节左调节螺杆331和右调节螺杆332，使调磁铁块32完全置于永磁体23的下方，使气隙磁场基本减小到零。

本实施例也可采用半调磁式结构。

实施例四：

如图7所示，本实施例与实施例一基本相同，其主要不同点为：电枢2为定子，铁芯1与输送线安装在一起。调磁铁块32分别固定于支架31上且设于永磁体23的下侧，间隙调节组件包括用于调节支架31高度的高度调节机构333，支架31支承于高度调节机构333上。高度调节机构333可以根据需要采用杠杆式、液压式高度调节机构。本实施例的铁芯1与电枢2通过直线轴承保持气隙高度，间隙调节组件采用上下升降调节方式，高度调节机构333安装于电枢下方，并保持一定的距离。

以上所述仅为本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅限于上述实施方式，凡是属于本发明原理的技术方案均属于本发明的保护范围。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本发明的原理的前提下进行的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种机械调磁式开关磁链永磁直线同步电机，包括铁芯(1)和电枢(2)，所述电枢(2)包括电枢铁芯(21)、电枢绕组(22)和永磁体(23)，其特征在于：所述开关磁链永磁直线同步电机还包括用于调节铁芯(1)和电枢(2)之间气隙磁场的调磁机构(3)，所述调磁机构(3)包括支架(31)，所述支架(31)上固定有多个与永磁体(23)对应的调磁铁块(32)，所述支架(31)上还设有用于调节永磁体(23)与调磁铁块(32)之间的相对位置的间隙调节组件。

2.根据权利要求1所述的机械调磁式开关磁链永磁直线同步电机，其特征在于：所述电枢(2)为动子，所述电枢(2)设于支架(31)内，所述调磁铁块(32)分别固定于所述支架(31)上且设于永磁体(23)的上侧，所述间隙调节组件包括用于调节支架(31)相对电枢(2)左右移动的左调节螺杆(331)和右调节螺杆(332)，所述左调节螺杆(331)与支架(31)螺纹连接并定位于电枢(2)的左端，所述右调节螺杆(332)与支架(31)螺纹连接并定位于电枢(2)的右端。

3.根据权利要求1所述的机械调磁式开关磁链永磁直线同步电机，其特征在于：所述电枢(2)为定子，所述电枢(2)设于支架(31)内，所述调磁铁块(32)分别固定于所述支架(31)上且设于永磁体(23)的下侧，所述间隙调节组件包括用于调节支架(31)相对电枢(2)左右移动的左调节螺杆(331)和右调节螺杆(332)，所述左调节螺杆(331)与支架(31)螺纹连接并定位于电枢(2)的左端，所述右调节螺杆(332)与支架(31)螺纹连接并定位于电枢(2)的右端。

4.根据权利要求1所述的机械调磁式开关磁链永磁直线同步电机，其特征在于：所述电枢(2)为定子，所述调磁铁块(32)分别固定于所述支架(31)上且设于永磁体(23)的下侧，所述间隙调节组件包括用于调节支架(31)高度的高度调节机构(333)，所述支架(31)支承于所述高度调节机构(333)上。

5.根据权利要求1～4中任意一项所述的机械调磁式开关磁链永磁直线同步电机，其特征在于：所述电枢铁芯(21)为U形，所述电枢绕组(22)设于电枢铁芯(21)的U形开口内，所述永磁体(23)设于两个相邻的电枢铁芯(21)之间。

6.根据权利要求5所述的机械调磁式开关磁链永磁直线同步电机，其特征在于：所述调磁铁块(32)的数量与永磁体(23)的数量相同且与永磁体(23)一一对应。

7.根据权利要求5所述的机械调磁式开关磁链永磁直线同步电机，其特征在于：所述调磁铁块(32)的数量为永磁体(23)的数量的一半，每一个调磁铁块(32)与两个永磁体(23)相对应，所述支架(31)为导磁材料制成的支架。

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