CN104967277B - 一种循环式永磁直线电机 - Google Patents

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Abstract

一种循环式永磁直线电机，本发明属于电磁动力驱动的技术领域。它的导轨式机壳为方形管状，导轨式机壳的下端面上沿着轴心线方向开有长通槽；传送带式动子由橡胶基底层和增强纤维层压合而成，外部包裹一层包布层。其橡胶基底层中镶嵌有多块永磁体和永磁体支撑条；第一带轮支架的上端、第二带轮支架的上端、传送带式动子、第一带轮和第二带轮都设置在导轨式机壳的内部，使传送带式动子下侧端面与板式定子的上侧电极的上端面之间有间隙；使传送带式动子下侧端面上的两侧端面与导轨式机壳内侧下端长通槽两侧的上表面摩擦顶接。本发明能实现低成本直线电机的长距离驱动，兼具直线电机结构简单、散热好、过载能力强、爬坡性能好的优点。

Description

一种循环式永磁直线电机
技术领域
本发明属于电磁动力驱动的技术领域。
背景技术
随着经济的发展，交通运输随着迅速发展。磁悬浮、空轨、轻轨等轨道运输方式迅速兴起。直线电机适合于直线运动的形式。对于长距离传动（比如磁悬浮列车），直线电机存在成本高，制造、维护困难等不足。旋转电机适合于旋转运动形式，而对于直线运动，旋转电机需通过旋转-直线转换机构转换，这样增加传动链，使结构复杂，降低了系统效率，降低可靠性，增加了成本。因此有必要设计一款适合长距离直线传动的电机。
发明内容
本发明的目的是提供一种循环式永磁直线电机，是为了解决现有的长距离直线传动成本高、技术门槛高的问题。
所述的目的是通过以下方案实现的：所述的一种循环式永磁直线电机，它包括导轨式机壳1、板式定子2、传送带式动子3、第一带轮4、第二带轮5、第一带轮支架6、第二带轮支架7；
导轨式机壳1为方形管状，导轨式机壳1的下端面上沿着轴心线方向开有长通槽1-1；传送带式动子3由橡胶基底层3-1和增强纤维层3-2压合而成，外部包裹一层包布层3-3；其橡胶基底层3-1中镶嵌有多块永磁体3-4和永磁体支撑条3-5，所有永磁体3-4都设置在同一层面上，所有永磁体3-4都为矩阵排列，所有永磁体3-4的行与行之间设置有永磁体支撑条3-5，永磁体支撑条3-5的长度略小于传送带式动子3的宽度，每行内的永磁体3-4的磁极极性方向相同，相邻行的永磁体3-4的磁极极性方向相反；第一带轮支架6的上端、第二带轮支架7的上端、传送带式动子3、第一带轮4和第二带轮5都设置在导轨式机壳1的内部，传送带式动子3套在第一带轮4和第二带轮5上，第一带轮4安装在第一带轮支架6的上端上，第二带轮5安装在第二带轮支架7的上端上，第一带轮支架6的下端穿过导轨式机壳1下端的长通槽1-1后与板式定子2的一端连接；第二带轮支架7的下端穿过导轨式机壳1下端的长通槽1-1后与板式定子2的另一端连接；使传送带式动子3下侧端面与板式定子2的上侧电极2-1的上端面之间有间隙2-2；使传送带式动子3下侧端面上的两侧端面与导轨式机壳1内侧下端长通槽1-1两侧的上表面摩擦顶接。
本发明能实现低成本直线电机的长距离驱动，兼具直线电机结构简单、散热好、过载能力强、爬坡性能好和旋转电机成本低、轨道简单的优点。本发明实现动子（永磁体）循环利用，无需沿整个轨道式电机壳铺设感应线圈，耗材少，成本低，使轨道结构简单，精度要求低，制造难度小；本设计电机动子采用永磁体，效率高，功率因数高，功率密度大；本设计电机为开放式结构，电机散热能力强，能够实现电机的长时间过载工作，适合于电机频繁启停；动、定子间径向力大，传动带式动子3与轨道式机壳1间摩擦系数大，接触面积大，贴合效果好，爬坡能力强；传送带式动子理论最大宽度长度无上限，电机的理论最大功率无上限。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图；
图2是图1的右视结构示意图；
图3是图1中A处局部放大结构示意图；
图4是图2中B处局部放大结构示意图。
具体实施方式
具体实施方式一：结合图1、图2、图3、图4所示，它包括导轨式机壳1、板式定子2、传送带式动子3、第一带轮4、第二带轮5、第一带轮支架6、第二带轮支架7；
导轨式机壳1为方形管状，导轨式机壳1的下端面上沿着轴心线方向开有长通槽1-1；传送带式动子3由橡胶基底层3-1和增强纤维层3-2压合而成，外部包裹一层包布层3-3；其橡胶基底层3-1中镶嵌有多块永磁体3-4和永磁体支撑条3-5，所有永磁体3-4都设置在同一层面上，所有永磁体3-4都为矩阵排列，所有永磁体3-4的行与行之间设置有永磁体支撑条3-5，永磁体支撑条3-5的长度略小于传送带式动子3的宽度，每行内的永磁体3-4的磁极极性方向相同，相邻行的永磁体3-4的磁极极性方向相反；第一带轮支架6的上端、第二带轮支架7的上端、传送带式动子3、第一带轮4和第二带轮5都设置在导轨式机壳1的内部，传送带式动子3套在第一带轮4和第二带轮5上，第一带轮4安装在第一带轮支架6的上端上，第二带轮5安装在第二带轮支架7的上端上，第一带轮支架6的下端穿过导轨式机壳1下端的长通槽1-1后与板式定子2的一端连接；第二带轮支架7的下端穿过导轨式机壳1下端的长通槽1-1后与板式定子2的另一端连接；使传送带式动子3下侧端面与板式定子2的上侧电极2-1的上端面之间有间隙2-2；使传送带式动子3下侧端面上的两侧端面与导轨式机壳1内侧下端长通槽1-1两侧的上表面摩擦顶接。
板式定子2的绕组为常规三相直线电机式绕组；所有永磁体3-4的材质可为钕铁硼磁铁（Nd2Fe14B）。
工作原理：首先检测出动子磁极的位置，根据运动方向板式定子2通入交流电，板式定子2的上侧电极2-1的上端面将产生行波磁场，此行波磁场一方面对传动带式动子3产生径向吸合力，将传动带式动子3压合在轨道式机壳1上，另一方面对传送带式动子3内的底部永磁体3-4施加沿轨道式机壳1的轴线方向的电磁推力，同时传动带式动子3反作用力于板式定子2，在传送带式动子3与轨道式机壳1之间的摩擦力作用下，推动板式定子沿受轨道式机壳1轴向力方向运动。板式定子2带动固连的第一带轮支架6和第二带轮支架7一同运动，进而驱动第一带轮4和第二带轮5向前运动。第一带轮4和第二带轮5带动传送带式动子3沿轨道式机壳1内侧下端长通槽1-1两侧的上表面上滚动前进，实现直线运动。
具体实施方式二：结合图1、图2、图3、图4所示，本实施方式在具体实施方式一的基础上在导轨式机壳1内侧下端长通槽1-1两侧的上表面处设置有台阶槽1-2；台阶槽1-2的宽度与传送带式动子3的宽度大体相等。其它组成和连接关系与具体实施方式一相同。
本实施方式中增加的台阶槽1-2能其到对传送带式动子3导向，固定横向位置的作用。

Claims (2)

1.一种循环式永磁直线电机，其特征在于它包括导轨式机壳（1）、板式定子（2）、传送带式动子（3）、第一带轮（4）、第二带轮（5）、第一带轮支架（6）、第二带轮支架（7）；
导轨式机壳（1）为方形管状，导轨式机壳（1）的下端面上沿着轴心线方向开有长通槽（1-1）；传送带式动子（3）由橡胶基底层（3-1）和增强纤维层（3-2）压合而成，外部包裹一层包布层（3-3），其橡胶基底层（3-1）中镶嵌有多块永磁体（3-4）和永磁体支撑条（3-5），所有永磁体（3-4）都设置在同一层面上，所有永磁体（3-4）都为矩阵排列，所有永磁体（3-4）的行与行之间设置有永磁体支撑条（3-5），永磁体支撑条（3-5）的长度略小于传送带式动子（3）的宽度，每行内的永磁体（3-4）的磁极极性方向相同，相邻行的永磁体（3-4）的磁极极性方向相反；第一带轮支架（6）的上端、第二带轮支架（7）的上端、传送带式动子（3）、第一带轮（4）和第二带轮（5）都设置在导轨式机壳（1）的内部，传送带式动子（3）套在第一带轮（4）和第二带轮（5）上，第一带轮（4）安装在第一带轮支架（6）的上端上，第二带轮（5）安装在第二带轮支架（7）的上端上，第一带轮支架（6）的下端穿过导轨式机壳（1）下端的长通槽（1-1）后与板式定子（2）的一端连接；第二带轮支架（7）的下端穿过导轨式机壳（1）下端的长通槽（1-1）后与板式定子（2）的另一端连接；使传送带式动子（3）下侧端面与板式定子（2）的上侧电极（2-1）的上端面之间有间隙（2-2）；使传送带式动子（3）下侧端面上的两侧端面与导轨式机壳（1）内侧下端长通槽（1-1）两侧的上表面摩擦顶接。
2.根据权利要求1所述的一种循环式永磁直线电机，其特征在于它在导轨式机壳（1）内侧下端长通槽（1-1）两侧的上表面处设置有台阶槽（1-2）；台阶槽（1-2）的宽度与传送带式动子（3）的宽度大体相等。
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