CN110365185A - 动子拼块组件、直线电机动子、直线电机、机床及直线电机动子的生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明的动子拼块组件、直线电机动子、直线电机、机床及直线电机动子的生产方法涉及电机领域。动子拼块组件包括拼块铁芯、绝缘拼块骨架、线圈绕组和冷却管道，拼块铁芯具有拼接部和齿部，齿部沿第一方向从拼接部上伸出，绝缘拼块骨架套于齿部上，线圈绕组绕制在绝缘拼块骨架上；冷却管道绕制在线圈绕组上，冷却管道具有冷却入口和冷却出口。单独设置冷却管道都能够保证对应拼块铁芯、绝缘拼块骨架及线圈绕组冷却良好；并且，却管道的绕制加工简单，有利于动子拼块组件的加工生产；此外，这样还有利于在线圈绕组的整圈外周都绕制冷却管道，线圈绕组的外周整圈都能与冷却管道换热，进一步有利于将拼块铁芯、绝缘拼块骨架和线圈绕组冷却良好。

Description

动子拼块组件、直线电机动子、直线电机、机床及直线电机动 子的生产方法

技术领域

本发明涉及电机领域，具体是涉及一种动子拼块组件、直线电机动子、直线电机、机床及直线电机动子的生产方法。

背景技术

现有的直线电机中，采用冷却管绕制在动子的线圈绕组上或绕制在动子铁芯背部，冷却管沿动子齿部的分布方向蛇形延伸，冷却管的数量一般为一根或两根，当冷却管为一根时，只需在动子的一端设置一组冷却接头，冷却接头与冷却管连接；当冷却管为两根时，在动子的两端各设置一组冷却接头，两根冷却管各连接一组冷却接头。

冷却管中的冷却液从流入段到流出端温度逐渐升高，也即是说越接近流出端的铁芯绕组冷却效果越差，尤其是对于功率密度大、动子体积结构大的直线电机而言，冷却管中的冷却液温升较快，冷却液流出端的铁芯绕组不能得到良好的冷却，造成直线电机动子各处冷却不均匀，影响直线电机的正常运行。

此外，蛇形延伸的方式使得冷却管不能将动子齿部完全包绕，没有被冷却管包绕的动子齿部不能得到良好冷却，进一步造成直线电机动子各处冷却不均匀，影响直线电机的正常运行。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种有利于动子冷却均匀良好且便于加工生产的动子拼块组件。

为了实现上述目的，本发明提供的动子拼块组件包括拼块铁芯、绝缘拼块骨架、线圈绕组和冷却管道，拼块铁芯具有拼接部和齿部，齿部沿第一方向从拼接部上伸出，绝缘拼块骨架套于齿部上，线圈绕组绕制在绝缘拼块骨架上；冷却管道绕制在线圈绕组上，冷却管道具有冷却入口和冷却出口。

由上可见，本发明通过对动子拼块组件的结构设计，采用单独的冷却管道绕制在线圈绕组上，这样一方面，不论该动子拼块组件安装于直线电机动子的端部或中部，单独设置冷却管道都能够保证对应拼块铁芯、绝缘拼块骨架及线圈绕组冷却良好；另一方面，动子拼块组件设置单独冷却管道使得冷却管道的绕制加工简单，有利于动子拼块组件的加工生产；此外，这样还有利于在线圈绕组的整圈外周都绕制冷却管道，线圈绕组的外周整圈都能与冷却管道换热，进一步有利于将拼块铁芯、绝缘拼块骨架和线圈绕组冷却良好。

一个优选的方案是，拼块铁芯呈长条状，拼块铁芯的长度方向沿第二方向，第二方向与第一方向垂直；沿第二方向，冷却入口与冷却出口位于动子拼块组件的同端。

另一个优选的方案是，拼块铁芯呈长条状，拼块铁芯的长度方向沿第二方向，第二方向与第一方向垂直；沿第二方向，冷却入口与冷却出口分别位于动子拼块组件的两端。

再一个优选的方案是，冷却管道至少绕线圈绕组一圈。

由上可见，这样线圈绕组的外周整圈都能与冷却管道换热，进一步有利于将拼块铁芯、绝缘拼块骨架和线圈绕组冷却良好。

又一个优选的方案是，冷却管道螺旋缠绕于线圈绕组上，冷却管道螺旋缠绕的螺距方向沿第一方向。

由上可见，螺旋缠绕的方式有利于在线圈绕组上绕制更多圈数的冷却管道，也有利于各圈冷却管道与线圈绕组贴合良好，有利于冷却管道更好的与线圈绕组换热，更好的冷却线圈绕组。

本发明的目的之二是提供一种有利于动子冷却均匀良好且便于加工生产的直线电机动子。

为了实现上述目的，本发明提供的直线电机动子，包括冷却液供给组件、冷却液排出组件和多个拼块单元，各拼块单元沿第三方向依次拼接，第三方向与第一方向垂直，第三方向与第二方向垂直；各拼块单元包括第一拼块单元和第二拼块单元，第一拼块单元与第二拼块单元在第三方向上交替分布，第一拼块单元与第二拼块单元中的至少一种采用前述的动子拼块组件；各冷却入口分别与冷却液供给组件连通，各冷却出口分别与冷却液排出组件连通。

由上可见，由于采用前述的动子拼块组件，冷却液供给组件为各第一拼块单元的冷却管道独立供给冷却液，这样有利于保证各拼块单元能够得到良好的冷却，有利于直线电机动子的各拼块单元冷却均匀；可以根据直线电机动子的功率和产热选择将各拼块单元均设为采用前述的动子拼块组件，也可以设为第一拼块单元采用前述的动子拼块组件且第二拼块单元不采用前述的动子拼块组件；并且，在生产本发明的直线电机动子时只需直接将各拼块单元依次拼接即可，生产过程简便；此外，这样还有利于在线圈绕组的整圈外周都绕制冷却管道，进一步有利于将拼块铁芯、绝缘拼块骨架和线圈绕组冷却良好。

一个优选的方案是，冷却液供给组件包括沿第三方向延伸的第一条状体，冷却液排出组件包括沿第三方向延伸的第二条状体，第一条状体及第二条状体上各自开设有沿第三方向延伸的冷却液流道；第一条状体与第二条状体位于各拼块单元的沿第二方向的同侧，或第一条状体与第二条状体分别位于拼块单元的沿第二方向的两侧。

进一步的方案是，第一条状体为隔热体，和/或第二条状体为隔热体。

由上可见，将第一条状体设为隔热体，这样流入各冷却管道之前的冷却液不容易受热，有利于保证流入各冷却管道的冷却液均为低温状态，有利于对各拼块单元良好冷却；将第二条状体设为隔热体，这样高温的冷却液不能通过第二条状体影响各拼块单元及各冷却管道的温度。

进一步的方案是，第一条状体与第二条状体分别位于拼块单元的沿第二方向的两侧，第一条状体与第二条状体设为一体。

由上可见，这样有利于直线电机动子结构简洁。

另一个优选的方案是，各拼块单元均采用前述的动子拼块组件；各冷却管道螺旋缠绕于对应的线圈绕组上，冷却管道螺旋缠绕的螺距方向沿第一方向；各冷却管道至少绕对应的线圈绕组一圈，相邻两冷却管道的各螺旋圈在第一方向上交错分布。

由上可见，各拼块单元均采用前述的动子拼块组件，这样各拼块单元均能得到良好冷却；各冷却管道至少绕对应线圈绕组一圈，这样进一步有利于冷却管道缠绕至对拼块单元的外周整圈，有利于拼块单元各处冷却良好；各相邻冷却管道的各螺旋圈在第一方向上交错分布，便于节省安装空间，有利于直线电机动子结构紧凑。

本发明的目的之三是提供一种有利于动子冷却均匀良好且便于加工生产的直线电机。

为了实现上述目的，本发明提供的直线电机包括前述的直线电机动子。

由上可见，由于采用前述的直线电机动子，有利于保证各拼块单元能够得到良好的冷却，有利于直线电机动子的各拼块单元冷却均匀；并且，本发明的直线电机动子的生产过程简便；此外，这样还有利于在线圈绕组的整圈外周都绕制冷却管道，进一步有利于将拼块铁芯、绝缘拼块骨架和线圈绕组冷却良好。

本发明的目的之三是提供一种有利于动子冷却均匀良好且便于加工生产的机床。

为了实现上述目的，本发明提供的机床包括前述的直线电机。

本发明的目的之四是提供一种有利于动子冷却均匀良好且便于加工生产的直线电机动子生产方法。

为了实现上述目的，本发明提供的直线电机动子的生产方法用于生产前述的直线电机动子；方法包括：沿第三方向依次拼接各拼块单元；将各冷却入口与冷却液供给组件密封连通，将各冷却出口与冷却液排出组件密封连通。

由上可见，这样在各动子拼块单元拼接前缠绕冷却管道，冷却管道绕制过程简便，各拼块单元直接拼接形成直线电机动子，直线电机动子的生产过程简便。

附图说明

图1是本发明直线电机动子实施例一的隐藏冷却管体的结构图；

图2是本发明直线电机动子实施例一的立体图；

图3是本发明直线电机动子实施例一在冷却管体处剖切的剖视图；

图4是本发明直线电机动子实施例一的剖视图；

图5是图4中A处的局部放大图；

图6是本发明动子拼块组件实施例一的结构图；

图7是本发明动子拼块组件实施例二的隐藏冷却管体的结构图。

以下结合附图及实施例对本发明作进一步说明。

具体实施方式

动子拼块组件、直线电机动子、直线电机、机床及直线电机动子生产方法实施例一：

本实施例参照如图1所示的坐标系进行说明。

请参照图1至图4，本实施例的机床包括本实施例的直线电机，本实施例的直线电机采用本实施例的直线电机动子，本实施例的直线电机动子包括拼块单元和冷却管体300，各拼块单元沿X轴方向依次拼接，各拼块单元包括第一拼块单元100和第二拼块单元200，各第一拼块单元100与各第二拼块单元200在X轴方向上交替分布，第一拼块单元100为本实施例的动子拼块组件。

本实施例的直线电机动子生产方法用于生产本实施例的直线电机动子。

请参照图6，本实施例的动子拼块组件包括拼块铁芯101、绝缘拼块骨架102、线圈绕组103和冷却管道104，拼块铁芯101呈长条状，拼块铁芯101的长度方向沿Y轴方向，拼块铁芯101包括拼接部1011和齿部1012，齿部1012沿Z轴方向从拼接部1011上伸出，拼接部1011和齿部1012组成截面形状为T字形的拼块铁芯101，绝缘拼块骨架102覆盖在齿部1012上，线圈绕组103绕制在绝缘拼块骨架102上，冷却管道104缠绕在线圈绕组103上。第二拼块单元200除了不含冷却管道104外，其余结构及组成均与第一拼块单元100相同。

采用单独的冷却管道104绕制在线圈绕组103上，这样一方面，不论该动子拼块组件安装于直线电机动子的端部或中部，单独设置冷却管道104都能够保证对应拼块铁芯101、绝缘拼块骨架102及线圈绕组103冷却良好；另一方面，动子拼块组件设置单独冷却管道104使得冷却管道104的绕制加工简单，有利于动子拼块组件的加工生产。

具体地，请参照图4及图5，齿部1012上具有凸楞1013，绝缘拼块骨架102上具有沟槽，凸楞1013嵌于绝缘拼块骨架102上的沟槽中。这样便于实现绝缘拼块骨架102与拼块铁芯101的定位及限位，有利于绝缘拼块骨架102与拼块铁芯101固定牢靠。

具体地，请参照图6，冷却管道104在线圈绕组103上螺旋缠绕近三圈。这样线圈绕组103外周整圈都能与冷却管道104换热，有利于冷却管道104将拼块铁芯101、绝缘拼块骨架102和线圈绕组103冷却良好；此外，各圈冷却管道104都能与线圈绕组103贴合良好，进一步有利于冷却管道104将拼块铁芯101、绝缘拼块骨架102和线圈绕组103冷却良好。

请参照图2及图3，冷却管道104的冷却入口1041及冷却出口1042均位于动子拼块组件的Y轴负向一端。冷却管体300为长度方向沿X轴方向的长条体，冷却管道104为隔热体，冷却管体300上开设有沿X轴方向延伸的冷却液供给通道和冷却液排出通道，冷却管体300上还开设有开口朝向Y轴正向一侧的入口连接口303和出口连接口304，冷却管道104位于各动子拼块组件的Y轴正向一侧，各入口连接口303与冷却液供给通道连通，各出口连接口304与冷却液排出通道连通管，各入口连接口303与各冷却入口1041一一对应连通，各出口连接口304与各冷却出口1042一一对应连通。

可选择地，冷却管道104与冷却管体300通过焊接、螺纹连接、胶水粘接等方式实现密封固定，本领域技术人员可以根据现有技术的管连接方式进行连接，这里不再赘述。

可选择地，本实施例动子拼块组件的冷却入口1041和冷却出口1042可以分置于沿Y轴方向的两端，本实施例的冷却管体300分设为冷却液供给管体和冷却液排出管体，冷却液供给管体和冷却液排出管体分置于各分块单元的沿Y轴方向的两侧，冷却液供给管体上开设冷却液供给通道和各入口连接口303，冷却液排出管体上开设冷却液排出通道和各出口连接口304。

在生产本实施例的直线电机动子时，采用生产好的拼块单元和冷却管体300，然后沿X轴方向依次拼接各拼块单元，最后将各冷却入口1041与各入口连接口303一一对应密封连通，将各冷却出口1042与各出口连接口304一一对应密封连通。

动子拼块组件、直线电机动子、直线电机、机床及直线电机动子生产方法实施例二：

请参照图7，本实施例的各拼块单元均采用前述的动子拼块组件，各动子拼块组件沿X轴方向依次拼接，相邻动子拼块组件的铁芯拼接部1011相连。

请参照图7，相邻两拼块单元中，两冷却管道104的各螺旋圈在Z轴方向上交错分布。各拼块单元均采用本实施例的动子拼块组件，这样各拼块单元均能得到良好冷却；各相邻冷却管道104的各螺旋圈在Z轴方向上交错分布，便于节省安装空间，有利于直线电机动子结构紧凑。

相较于动子拼块组件、直线电机动子、直线电机、机床及直线电机动子生产方法实施例一的方案而言，本实施例适用于直线电机功率较大、直线电机动子产热密度较大、直线电机动子散热需求较高的场合。

动子拼块组件、直线电机动子、直线电机、机床及直线电机动子生产方法实施例二的其余部分同动子拼块组件、直线电机动子、直线电机、机床及直线电机动子生产方法实施例一。

最后需要强调的是，以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种变化和更改，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (13)

1.动子拼块组件，包括拼块铁芯、绝缘拼块骨架和线圈绕组，所述拼块铁芯具有拼接部和齿部，所述齿部沿第一方向从所述拼接部上伸出，所述绝缘拼块骨架套于所述齿部上，所述线圈绕组绕制在所述绝缘拼块骨架上；

其特征在于：

还包括冷却管道，所述冷却管道绕制在所述线圈绕组上，所述冷却管道具有冷却入口和冷却出口。

2.根据权利要求1所述的动子拼块组件，其特征在于：

所述拼块铁芯呈长条状，所述拼块铁芯的长度方向沿第二方向，所述第二方向与所述第一方向垂直；

沿所述第二方向，所述冷却入口与所述冷却出口位于所述动子拼块组件的同端。

3.根据权利要求1所述的动子拼块组件，其特征在于：

所述拼块铁芯呈长条状，所述拼块铁芯的长度方向沿第二方向，所述第二方向与所述第一方向垂直；

沿所述第二方向，所述冷却入口与所述冷却出口分别位于所述动子拼块组件的两端。

4.根据权利要求1至3任一项所述的动子拼块组件，其特征在于：

所述冷却管道至少绕所述线圈绕组一圈。

5.根据权利要求1至3任一项所述的动子拼块组件，其特征在于：

所述冷却管道螺旋缠绕于所述线圈绕组上，所述冷却管道螺旋缠绕的螺距方向沿所述第一方向。

6.直线电机动子，包括多个拼块单元，各所述拼块单元沿第三方向依次拼接，所述第三方向与所述第一方向垂直，所述第三方向与所述第二方向垂直；

其特征在于：

多个所述拼块单元包括第一拼块单元和第二拼块单元，所述第一拼块单元与所述第二拼块单元在所述第三方向上交替分布，所述第一拼块单元与所述第二拼块单元中的至少一种采用如权利要求1至5任一项所述的动子拼块组件；

还包括冷却液供给组件和冷却液排出组件，各所述冷却入口分别与所述冷却液供给组件连通，各所述冷却出口分别与所述冷却液排出组件连通。

7.根据权利要求6所述的直线电机动子，其特征在于：

所述冷却液供给组件包括沿所述第三方向延伸的第一条状体，所述冷却液排出组件包括沿所述第三方向延伸的第二条状体，所述第一条状体及所述第二条状体上各自开设有沿所述第三方向延伸的冷却液流道；

所述第一条状体与所述第二条状体位于各所述拼块单元的沿所述第二方向的同侧，或所述第一条状体与所述第二条状体分别位于所述拼块单元的的沿所述第二方向两侧。

8.根据权利要求7所述的直线电机动子，其特征在于：

所述第一条状体为隔热体，和/或所述第二条状体为隔热体。

9.根据权利要求7所述的直线电机动子，其特征在于：

所述第一条状体与所述第二条状体分别位于所述拼块单元的的沿所述第二方向两侧，所述第一条状体与所述第二条状体设为一体。

10.根据权利要求6至9任一项所述的直线电机动子，其特征在于：

各所述拼块单元均采用如权利要1至5任一项所述的动子拼块组件；

各所述冷却管道螺旋缠绕于对应的线圈绕组上，所述冷却管道螺旋缠绕的螺距方向沿所述第一方向；

各所述冷却管道至少绕对应的线圈绕组一圈，相邻两冷却管道的各螺旋圈在所述第一方向上交错分布。

11.直线电机，其特征在于：

包括如权利要求6至10任一项所述的直线电机动子。

12.机床，其特征在于：

包括如权利要求11所述的直线电机。

13.如权利要求6至10任一项所述的直线电机动子的生产方法，其特征在于，包括：

沿所述第三方向依次拼接各所述拼块单元；

将各所述冷却入口与所述冷却液供给组件密封连通，将各所述冷却出口与所述冷却液排出组件密封连通。