CN102904414A - 线性电机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种线性电机，该线性电机包括：第一定子部，该第一定子部包括多个定子磁芯，该多个定子磁芯具有围绕所述定子磁芯缠绕多次的线圈，并该多个定子磁芯设置为在纵向方向上相互间隔预设的间距；第二定子部，该第二定子部设置为在横向方向上与所述第一定子部相间隔预设的间距，以面向所述第一定子部，并且所述第二定子部包括多个定子磁芯，该定子磁芯具有围绕所述定子磁芯缠绕多次的线圈，并且该定子磁芯设置为在纵向方向上相互间隔预设的间距，以使所述第二定子部与所述第一定子部平行；以及推动器，该推动器设置在由所述第一定子部和所述第二定子部形成的间距上并且线性移动。

Description

线性电机

相关申请的交叉引用

本申请要求申请号为No.10-2011-0075923，申请日为2011年7月29日，名称为“LINEAR MOTOR(线性电机)”的韩国专利申请的优先权，其全部内容在此作为参考引入到本申请。

技术领域

本发明涉及一种线性电机。

背景技术

根据现有技术，采用旋转电机产生线性驱动力。为此，需要用于将旋转力转换为线性驱动力的附加机械装置，该附加机械装置设置为采用螺栓、链等齿轮系统。

但是，使用齿轮系统，在旋转力转换为线性驱动力的期间将产生能量损耗。

另外，在机械装置中将产生噪音。

发明内容

本发明致力于提供一种线性电机，该线性电机根据磁阻改变，利用磁阻转矩产生用于线性运动的驱动力，这是开关磁阻电机的驱动方案。

而且，本发明致力于提供一种线性电机，其中不使用将旋转力转换为线性力的附加的机械转换装置，从而不会产生能量损耗和机械噪音。

根据本发明的优选实施方式，提供了一种线性电机，包括：第一定子部，该第一定子部包括多个定子磁芯，该多个定子磁芯具有围绕所述定子磁芯缠绕多次的线圈，并该多个定子磁芯设置为在纵向方向上相互间隔预设的间距；第二定子部，该第二定子部设置为在横向方向上与所述第一定子部相间隔预设的间距，以面向所述第一定子部，并且所述第二定子部包括多个定子磁芯，该多个定子磁芯具有围绕所述定子磁芯缠绕多次的线圈，并且该定子磁芯设置为在纵向方向上相互间隔预设的间距，以使所述第二定子部与所述第一定子部平行；以及推动器(mover)，该推动器设置在由所述第一定子部和所述第二定子部形成的间距上并且线性移动。

所述定子磁芯可以包括：定子磁芯磁轭(stator core yoke)，该定子磁芯磁轭垂直于所述推动器的运动方向；第一定子磁芯凸极(stator core salientpole)，该第一定子磁芯凸极从所述第一定子磁芯磁轭的一端朝向所述推动器弯曲并且突出；和第二定子磁芯凸极，该第二定子磁芯凸极从所述第一定子磁芯磁轭的另一端朝向所述推动器弯曲并且突出，并且所述定子磁芯相对于所述推动器线性移动的方向具有C形的横截面。

所述推动器可以包括：多个上转换器，该多个上转换器设置在构成所述第一定子部的多个第一定子磁芯凸极和构成所述第二定子部的多个第一定子磁芯凸极之间；以及多个下转换器，该多个下转换器设置在构成所述第一定子部的多个第二定子磁芯凸极和构成所述第二定子部的多个第二定子磁芯凸极之间。

所述上转换器和所述下转换器可以包括多个从所述上转换器和所述下转换器的一侧突出的突出部，以使所述上转换器和所述下转换器与所述第一定子部和所述第二定子部相邻。

所述上转换器和所述下转换器可以包括：多个第一突出部，该第一突出部从所述上转换器和所述下转换器的一侧突出，以使所述上转换器和所述下转换器与所述第一定子部和所述第二定子部相邻；以及多个第二突出部，该第二突出部从所述上转换器和所述下转换器的另一侧突出，以使所述上转换器和所述下转换器与所述第一定子部和所述第二定子部相邻。

所述线圈可以选择性地多次地缠绕构成所述定子磁芯的所述定子磁芯磁轭、所述第一定子磁芯凸极以及所述第二定子磁芯凸极中的任何一个。

附图说明

图1是显示根据本发明优选实施方式的线性电机的示意性组合透视图；

图2是图1中所示线性电机的主视图；

图3是显示构成本发明优选实施方式的线性电机的转换器的一个优选实施方式透视图；

图4是显示构成本发明优选实施方式的线性电机的转换器的另一个优选实施方式透视图；

图5是显示构成本发明优选实施方式的具有线圈绕组的定子磁芯的透视图。

具体实施方式

通过参考附图对实施方式的以下描述，本发明的目的、特征和优点将显而易见。在说明书中，在所有附图中给部件添加了附图标记，需要注意的是，相同的附图标记表示相同的部件，即使该部件显示在不同的附图中。另外，在说明书中使用的术语“第一”、“第二”等可以用于描述不同的部件，但是所述部件不应当严格限定于所述术语。这些术语仅用于将一个部件与另一个部件区分开。另外，当与本发明相关的现有技术的详细描述会使本发明的主旨不清楚时，这里将省略具体的描述。

以下，将参考附图详细描述本发明的优选实施方式。

图1显示根据本发明优选实施方式的线性电机的示意性组合透视图；以及图2是图1中所示线性电机的主视图。如图所示，线性电机包括定子100和推动器200，所述定子100设置有多个定子部110a和110b，所述推动器200面向多个定子部110a和110b，并且线性移动。

更具体地，线性电机包括第一定子部110a和第二定子部110b，第一定子部110a以预设的间距与推动器200相间隔地布置在推动器200的一侧方向上，第二定子部110b以预设的间距与推动器200相间隔地布置在推动器200的另一侧方向上。

另外，第一定子部110a包括多个定子磁芯120a，多个定子磁芯120a以预设的间距相互间隔地布置为在推动器200线性移动的纵向方向上。

而且，从外部施加电力的线圈130围绕构成第一定子部110a的多个定子磁芯120缠绕多次。

另外，第二定子部110b可以以预设的间距与第一定子部110a相间隔地布置为在横向方向上，以面向第一定子部110a，所述横向方向垂直于推动器200线性移动的方向。

更具体地，第二定子部110b布置在推动器200线性移动的纵向方向，以与第一定子部110a平行。

即，如图1中所示，第二定子部110b包括多个定子磁芯120b，该多个定子磁芯120b与如上所述构成第一定子部110a的多个定子磁芯120a具有相同的形状。

另外，构成第二定子部110b的多个定子磁芯120b以预设的间距相互间隔地布置在推动器200线性移动的纵向方向上，以使多个定子磁芯120b与构成第一定子部110a的多个定子磁芯120a面对并且平行。

根据图2中所示的本发明的优选实施方式，构成第一定子部110a的定子磁芯120a和构成第二定子部110b的多个定子磁芯120b具有相同的形状。

因此，将基于定子磁芯120a进行描述。定子磁芯120a包括定子磁芯磁轭121a和多个定子磁芯凸极122a和123a。

更具体地，定子磁芯磁轭121a可以具有杆状，以与推动器200的运动方向垂直。

另外，定子磁芯120a包括从定子磁芯磁轭121a突出的第一定子磁芯凸极122a和第二定子磁芯凸极123a。

更具体地，第一定子磁芯凸极122a弯曲并且从定子磁芯磁轭121a的一端朝向推动器200突出。

而且，第二定子磁芯凸极123a弯曲并且从定子磁芯磁轭121a的另一端朝向推动器200突出。

因此，由定子磁芯磁轭121a和第一定子磁芯凸极122a以及第二定子磁芯凸极123a构成的定子磁芯120a相对于推动器200线性移动的方向具有C形或

形的横截面。

根据本发明的优选实施方式，推动器200设置在由第一定子部110a和第二定子部110b形成的间隔中并且线性移动。

更具体地，推动器200包括多个上转换器210a和多个下转换器210b。

另外，上转换器210a和下转换器210b可以具有相同的形状。而且上转换器210a和下转换器210b可以分别设置为相互面对。

根据本发明的优选实施方式，如图1和图2中所示，上转换器210a可以形成为通过堆叠多片由金属材料制成的铁芯板而具有六面体的形状。

此外，多个上转换器210a设置在构成第一定子部110a的多个第一定子磁芯凸极122a和构成第二定子部110b的多个第一定子磁芯凸极122b之间。

此外，多个下转换器210b设置在构成第一定子部110a的多个第二定子磁芯凸极123a和构成第二定子部110b的多个第二定子磁芯凸极123b之间。

另外，如图1所示，围绕第一定子部110a和第二定子部110b缠绕多次的线圈130围绕分别构成定子磁芯120a和120b的定子磁芯磁轭121a和121b缠绕。

此外，尽管在本发明的优选实施方式中线圈围绕定子磁芯磁轭缠绕，但是线圈331或332可以选择性地围绕构成定子磁芯320第一定子磁芯凸极322a或第二定子磁芯凸极323a的任何一个缠绕多次。

如图1所示的根据本发明的优选实施方式的线性电机的驱动将在下面进行描述。首先，电力仅施加到围绕构成第一定子部110a的定子磁芯磁轭121a缠绕的线圈130，以及施加到面向围绕定子磁芯磁轭121a缠绕的线圈130、并围绕构成第二定子部110b的定子磁芯120b缠绕的线圈130。

因此，电磁力在构成第一定子部110a的定子磁芯120a和构成第二定子部110b的定子磁芯120b中产生，使得第一定子部110a和第二定子部110b被激励。

然后，布置在第一定子部110a和第二定子部110b之间的推动器200通过推动器200与第一定子部110a和第二定子部110b之间的磁阻而线性移动。

更具体地，一个上转换器210a位于第一定子部110a和第二定子部110b之间，该一个上转换器210a通过上转换器210a与构成第一定子部110a的第一定子磁芯凸极122a和构成第二定子部110b的第一定子磁芯凸极122b之间的磁阻而线性移动。

另外，一个下转换器210b布置在第一定子部110a和第二定子部110b之间并且设置为面向如上所述的一个上转换器210a，该一个下转换器210b通过下转换器210b与构成第一定子部110a的第二定子磁芯凸极123a和构成第二定子部110b的第二定子磁芯凸极123b之间的磁阻而与上转换器210a一起线性移动。

接着，停止对上述的定子磁芯120a供电，并且仅施加电力至围绕另一个定子磁芯磁轭121a缠绕的线圈130，该定子磁芯磁轭121a布置在推动器200将要移动的方向上。

更具体地，仅施加电力至围绕构成第一定子部110a的另一个定子磁芯磁轭121a缠绕的线圈130，以及面向围绕另一个定子磁芯磁轭121a缠绕的线圈130、并围绕构成第二定子部110b的另一个定子磁芯磁轭121b缠绕的线圈130。

因此，如上所述，在构成第一定子部110a的定子磁芯120a和构成第二定子部110b的定子磁芯120b之间产生电磁力，使得第一定子部110a和第二定子部110b再次被激励。

然后，布置在第一定子部110a和第二定子部110b之间的另一个推动器200通过被激励的第一定子部110a和第二定子部110b而线性运动。

更具体地，构成推动器200的上转换器210a和下转换器210b以如上所述相同的方案通过构成被激励的第一定子部110a的定子磁芯120a和构成被激励的第二定子部110b的定子磁芯120b而线性移动。

另外，根据本发明的优选实施方式的线性电机还包括连接部(未显示)，该连接部分别连接上转换器210a和下转换器210b并且具有杆形形状。

因此，上转换器210a和下转换器210b分别通过具有杆形形状的连接部一体地相互连接，使得推动器200可以在沿线性方向驱动时被精确地线性驱动。

而且，在传送带在任何方向上输送传输物品的情况下，上转换器210a和下转换器210b分别与构成传送带的带的下方连接，从而能够驱动传送带。

另外，根据本发明的优选实施方式的线性电机随后向围绕多个定子磁芯120a和120b缠绕的线圈130执行或停止供电，所述多个定子磁芯120a和120b分别构成第一定子部110a和第二定子部110b，该第一定子部110a和第二定子部110b如上述方案在推动器200将要移动的方向上设置，从而能够在所需要的方向线性移动推动器200。

而且，如图1所示，推动器200可以沿直线方向移动。此外，当构成第一定子部110a的多个定子磁芯120a和构成第二定子部110b的多个定子磁芯120b设置为具有预设的曲率半径时，推动器200可以沿使用者所需要的多个方向移动。

图3是显示构成本发明优选实施方式的线性电机的转换器的另一个优选实施方式透视图；以及图4是显示构成本发明优选实施方式的线性电机的转换器的另一个优选实施方式透视图。

如图3所示，上转换器410a包括多个从上转换器410的一侧突出的突出部411和412。

更具体地，多个突出部411和412可以突出以与第一定子部110a和第二定子部110b相邻。

即，上转换器410a包括一个从上转换器410a的一侧突出的突出部411，以与构成第一定子部110a的第一定子磁芯凸极122a相邻。

另外，上转换器410a包括一个从上转换器410的一侧突出的突出部412，以与构成第二定子部110b的第一定子磁芯凸极122b相邻。

而且，与上述的上转换器410a类似，下转换器(未显示)包括从下转换器的一侧突出的一个突出部，以与构成第一定子部110a的第二定子磁芯凸极123a相邻。

此外，下转换器包括从下转换器的一侧突出的另一突出部，以与构成第二定子部110b的第二定子磁芯凸极123b相邻。

因此，上转换器410a包括多个突出部411和412，使得线性电机在其初始驱动的时期可以进行自行启动。

如图4所示，修改的上转换器610a包括多个从上转换器610a的一侧和另一侧突出的突出部611、612、621和622。

更具体地，上转换器610a包括多个第一突出部611和612和多个第二突出部621和622，第一突出部611和612从上转换器610a的一侧突出，第二突出部621和622从上转换器610a的另一侧突出并且具有与第一突出部611和612相同的形状。

因此，构成线性电机的推动器可以沿两个方向进行自行启动。

如上所述，根据本发明的优选实施方式的线性电机不需要附加机械传动装置，从而能够减少由于机械摩擦而导致的能量消耗。

此外，因为根据本发明的优选实施方式的线性电机采用开关磁阻电机的驱动方案(其具有简单的机构)，从而能够提高生产产量。

而且，因为根据本发明的优选实施方式的线性电机不产生机械摩擦，所以在线性电机中不会产生噪音，并且可以提高线性电机的寿命。

并且，根据本发明的优选实施方式的线性电机可以沿使用者所需要的方向无限地进行线性运动。

尽管为了示例目的公开了本发明的优选实施方式，这些优选实施方式具体解释了本发明，而根据本发明的线性电机不限于此，本领域技术人员应当理解的是，在不脱离附带的权利要求所公开的本发明的范围和精神的前提下，各种修改、增加和替换都是可能的。

因此，这些修改、增加和替换也应该理解为落入本发明的范围内。

Claims (6)

1.一种线性电机，该线性电机包括：

第一定子部，该第一定子部包括多个定子磁芯，该多个定子磁芯具有围绕所述定子磁芯缠绕多次的线圈并且设置为在纵向方向上相互间隔预设的间距；

第二定子部，该第二定子部设置为在横向方向上与所述第一定子部相间隔预设的间距，以面向所述第一定子部，并且所述第二定子部包括多个定子磁芯，该多个定子磁芯具有围绕所述定子磁芯缠绕多次的线圈，并且设置为在纵向方向上相互间隔预设的间距，以使所述第二定子部与所述第一定子部平行；以及

推动器，该推动器设置在由所述第一定子部和所述第二定子部形成的间距上并且线性移动。

2.根据权利要求1所述线性电机，其中，所述定子磁芯包括：

定子磁芯磁轭，该定子磁芯磁轭垂直于所述推动器的运动方向；

第一定子磁芯凸极，该第一定子磁芯凸极从所述第一定子磁芯磁轭的一端朝向所述推动器弯曲并且突出；和

第二定子磁芯凸极，该第二定子磁芯凸极从所述第一定子磁芯磁轭的另一端朝向所述推动器弯曲并且突出；并且

所述定子磁芯相对于所述推动器线性移动的方向具有C形的横截面。

3.根据权利要求2所述线性电机，其中，所述推动器包括：

多个上转换器，该多个上转换器设置在构成所述第一定子部的多个第一定子磁芯凸极和构成所述第二定子部的多个第一定子磁芯凸极之间；以及

多个下转换器，该多个下转换器设置在构成所述第一定子部的多个第二定子磁芯凸极和构成所述第二定子部的多个第二定子磁芯凸极之间。

4.根据权利要求3所述线性电机，其中，所述上转换器和所述下转换器包括多个从所述上转换器和所述下转换器的一侧突出的突出部，以使所述上转换器和所述下转换器与所述第一定子部和所述第二定子部相邻。

5.根据权利要求3所述线性电机，其中，所述上转换器和所述下转换器包括：

多个第一突出部，该第一突出部从所述上转换器和所述下转换器的一侧突出，以使所述上转换器和所述下转换器与所述第一定子部和所述第二定子部相邻；以及

多个第二突出部，该第二突出部从所述上转换器和所述下转换器的另一侧突出，以使所述上转换器和所述下转换器与所述第一定子部和所述第二定子部相邻。

6.根据权利要求2所述线性电机，其中，所述线圈选择性地围绕构成所述定子磁芯的所述定子磁芯磁轭、所述第一定子磁芯凸极以及所述第二定子磁芯凸极中的任何一个缠绕多次。

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