CN105720784A - 对称双面永磁辅助式直线开关磁阻电机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种永磁辅助式开关磁阻电机，包括底座、动子、至少两个定子组及定子线圈，所述动子与所述底座形成直线移动配合，所述定子与所述底座固定，各所述定子组均包括两个定子块，各定子块对称设置在所述动子的在移动方向上的两侧。各所述动子上均设有所述动子线圈，各所述动子组两个动子的动子线圈同时通电或同时断电，所述动子的所述两侧均设有凸出的一排动子齿，相邻的两个所述动子齿之间形成齿槽，所述动子中间夹有两块永磁体。每个所述定子均设有向所述动子齿凸出的定子齿以及凹陷的定子槽，所述定子齿和动子齿之间具有气隙。申请人创造性的将动子计为永磁辅助式的形式，且巧妙地运用了永磁体和电励磁产生的磁场，进而得到一种全新结构的直线开关磁阻电机。
Description
技术领域
本发明具体涉及一种对称双面永磁辅助式直线开关磁阻电机。
背景技术
开关磁阻电机一般包括初级铁心(动子)、次级铁心(动子)及初级线圈(动子线圈)，初级铁心一般固动不动，初级线圈通电时，次级铁心能够相对初级铁心直线移动。开关磁阻电机的基本工作原理是：磁通总是沿磁阻最小的路径闭合，由磁场扭曲而产生电磁拉力。电机按照磁阻最小原则运动：当初级线圈通入电流，就会在每个初级铁心中形成磁场，与次级铁心形成闭合磁路，按照磁阻最小原则，拖动次级铁心，直至初、次级铁心极对齐；若要次级铁心连续移动，电机至少有两相，两相及多于两相的电机具有自起动能力。
发明内容
为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供一种新型的对称双面永磁辅助式直线开关磁阻电机。
本发明提供的技术方案为：一种对称双面永磁辅助式直线开关磁阻电机，包括底座、动子组、定子块及动子线圈，所述动子组与所述底座形成直线移动配合，所述定子与所述底座固定，各所述动子组包括至少两个动子块，各所述动子上均设有所述动子线圈，各所述动子线圈同时通电或同时断电；所述动子中间嵌有永磁体；所述动子的两侧均设有凸出的一排动子齿，相邻的两个所述动子齿之间形成齿槽；每个所述定子均设有向所述动子齿凸出的定子齿；所述动子齿和定子齿之间具有气隙；所述动子任意一侧的动子齿至少有一个动子齿与所述定子齿错开；各动子中间嵌入永磁体，所述永磁体激发磁通与线圈激发磁通互相排斥，共同穿过气隙和定子，同时产生磁拉力；所述动子内嵌入永磁体，动子绕有线圈，当线圈内有电流通过时，线圈激发磁场与永磁体激发磁场相互排斥，两者均作用于定子，产生总磁场，进而产生磁拉力；当线圈内无电流通过时，只有永磁体产生磁场，该磁场只存在于动子块内，不会穿过气隙，通过定子，不会产生作用于动子的磁拉力；给其中一个动子组的动子线圈依次通电时，动子沿着底座直线移动；一般的，该动子组的动子齿与定子齿错开。
进一步的，所述动子任意一侧的动子齿有两个动子齿与所述定子齿错开。
进一步的，所述动子组有三个，动子组也可以有两个或三个以上。
进一步的，所述底座具有直线轨槽，所述动子与所述直线轨槽直线移动配合。
进一步的，所述直线轨槽设有滚轮，所述轨槽与所述滚轮相配合。
进一步的，每个动子设有至少两个动子齿，所述动子齿的齿距与所述定子齿的齿距相等，所述动子齿的齿宽与所述定子齿的齿宽相等。
进一步的，每个所述动子的动子齿与定子齿的气隙间距相等。
进一步的，所述动子两侧的动子齿对称设置，其中一侧的动子齿对应另一侧的齿槽。
本发明的有益效果是：将永磁体嵌入定子并巧妙的运用永磁体产生的磁场，将动子动子线圈去激发的磁场与永磁体激发的磁场相互排斥使用，增加磁场总和，通过设置直线开关磁阻电机定子通电方式，可以实现动子的直线运动。
附图说明
图1是本发明结构示意图；
图2是本发明动子、定子连接关系图；
图3是本发明侧视图；
图4是本发明结构固定板与动子组结构示意图；
图5是本实施方式线圈中有电流时磁通示意图；
图6是本实施方式线圈中无电流时的磁通示意图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。
如图1至图6所示，本实施方式对称双面直线开关磁阻电机，包括底座1、动子2、三个动子组及设在各动子上的动子线圈202；底座1用作开关磁阻电机的支撑；动子2固定于固定板4表面，固定板4底部与底座1直线移动配合，使该动子2能够相对该底座1作直线移动；动子2具有在X方向延伸的左侧和右侧，该左侧和右侧均具有向外凸出且沿底座1排成一排的动子齿201，相邻的两个动子齿201之间形成齿槽，每个动子2中间嵌入两块永磁体203。每个定子组均包括两个定子301，该两个定子301均与底座1固定，该两个定子301分别位于动子3的左侧和右侧；定子301中间夹有三个动子2，各定子301均具有向动子齿201凸出的定子齿302，每个定子301的定子齿302有多个，每个定子301的多个定子齿302在一个方向排成一排。定子齿302和动子齿201之间具有气隙。
三个定子组可以分别定义为A相、B相和Ｃ相。当某一相定子301的定子齿302和动子齿201对齐时(如A相动子与定子)，另两相定子301的动子齿201和定子齿302不对齐(如B相动子和C相动子)。通过传感器检测定子齿302和动子齿201的相对位置，给其中的一相通电，如图5所示，如给A相通电，则此时动子线圈A1和动子线圈A2均产生磁通(1)，并与永磁体产生的磁通(2)相斥，两磁通(1)和(2)共同通过动子齿201、气隙和定子齿302后，再回到动子齿201形成回路，而磁通有沿着磁阻最小的路径通过的性质，此时产生电磁拉力，迫使相定子齿302和动子齿201对齐。由于定子301固定，电磁拉力拖动动子在X方向向前移动；移动到位后，A相定子齿302和动子齿201对齐，而C相和A相定子齿302和动子齿201均不对齐。如再给C相通电，产生的电磁拉力会迫使C相定子齿302和动子齿201对齐，而A相和B相定子301的定子齿302和动子齿201不对齐。即，对于三相开关磁阻电机，一般的，某一相对齐的时候，另外两相不对齐，如图2所示，此刻B相对齐，而A相和C相不对齐，如果给C相通电，此刻动子201将会向左移动，如给A相通电，则动子201将向右移动，从而可以保证电机朝两个方向运动。当线圈没有电流通过时，永磁体产生相互吸引的磁通(3)，该磁通沿着动子闭合，如图6所示。
本实施方式中，左侧的B相定子301与右侧的A相定子301相面对，左侧的C相定子301与右侧的B相定子301相面对，左侧的A相定子301与右侧的C相定子301相面对。当然，也可以是左侧的B、C、A相定子301分别与右侧的C、A、B相定子301相面对；或者是左侧的B、C、A相定子301分别与右侧的A、B、C相定子301相面对。即，每个定子组的两个定子301对称设在动子201的两侧，即该组的两个定子301与其它组的定子301相面对。
对于对称双面直线开关磁阻电机，动子齿201可以为条状体，在运动方向延伸的条状体；对应的，定子齿302也可以为条状体。
对于对称双面直线开关磁阻电机，动子的左、右侧的动子齿201均可以等齿距均匀分布。左右两侧的定子齿302对称分布，各定子301的定子齿302也可以是等齿距均匀分布。动子齿201的齿距和定子齿302的齿距可以相等。动子齿201的齿宽和定子齿302的齿宽也可以相等。动子齿201与定子齿302之间的气隙也可以相等。相邻的两个定子齿302或动子齿201的间距。定子齿302或动子齿201的宽度。气隙是定子齿302和动子齿201的间距。当然，动子齿201、定子齿302的齿距、齿宽和气隙的相对关系可以根据要求设计。
对于对称双面直线开关磁阻电机，动子2能够相对底座在直线方向直线移动，为了保证动子2的移动精度，底座1可以设置直线轨道，该动子2与该直线轨道直线移动配合。底座1可以具有竖放的支架，直线轨道可以是在方向贯穿整个支架的贯穿槽。为了使动子2的移动更加顺畅，可以在直线轨道上设置滚轮5，通过滚轮4和轨道滚动配合，减少移动中的摩擦。
以上内容是结合具体的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换。
Claims (7)
1.一种对称双面永磁辅助式直线开关磁阻电机，包括底座、动子组、定子块及动子线圈，所述动子组与所述底座形成直线移动配合，所述定子与所述底座固定，其特征在于，各所述动子组包括至少两个动子块，各所述动子上均设有所述动子线圈，各所述动子线圈同时通电或同时断电；所述动子中间嵌有永磁体；所述动子的两侧均设有凸出的一排动子齿，相邻的两个所述动子齿之间形成齿槽；每个所述定子均设有向所述动子齿凸出的定子齿；所述动子齿和定子齿之间具有气隙；所述动子任意一侧的动子齿至少有一个动子齿与所述定子齿错开。
2.如权利要求1所述的对称双面直线开关磁阻电机，其特征在于，所述动子任意一侧的动子齿有两个动子齿与所述定子齿错开。
3.如权利要求1所述的对称双面直线开关磁阻电机，其特征在于，所述动子组有三个。
4.如权利要求1所述的对称双面直线开关磁阻电机，其特征在于，所述底座具有直线轨槽，所述动子与所述直线轨槽直线移动配合。
5.如权利要求1所述的对称双面直线开关磁阻电机，其特征在于，所述直线轨槽设有滚轮，所述轨槽与所述滚轮相配合。
6.如权利要求1所述的对称双面永磁辅助式直线开关磁阻电机，其特征在于，每个动子设有至少两个动子齿，所述动子齿的齿距与所述定子齿的齿距相等，所述动子齿的齿宽与所述定子齿的齿宽相等或不等。
7.如权利要求1所述的对称双面永磁式直线开关磁阻电机，其特征在于，每个所述动子的动子齿与定子齿的气隙间距相等。
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