CN110829782A - 双轨道高密度推力永磁直线同步电机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及永磁同步直线电机领域，公开了一种双轨道高密度推力永磁直线同步电机，包括若干铁芯且交错布置的两个初级定子轨道，一侧初级定子轨道上相邻铁芯形成的凹槽正对另一侧初级定子轨道上的铁芯，两个初级定子轨道之间设置盖板和若干永磁体相对布置的两个次级动子，次级动子顶端插入盖板内并与盖板构成滑移配合，相互错位的铁心槽边缘，能够抵消齿槽效应与边端效应，实现永磁直流电机的高密度稳定推力，永磁体与铁芯相对设置的初级定子轨道、次级动子为一组，保证气隙空间，简化电机结构的同时，实现两个初级定子同时往复、互不干涉的目的，满足电机的应用需求。

Description

双轨道高密度推力永磁直线同步电机

技术领域

本发明涉及永磁同步直线电机领域，尤其涉及一种双轨道高密度推力永磁直线同步电机。

背景技术

在永磁直线同步电机中，由于初级铁心齿槽效应与边端效应的存在会引起一定的推力波动，但若直接拿掉初级铁心，初级只剩下空心线圈，虽然负载推力波动变小但是也因此无法保持单位体积内的高推力，既推力密度低，无法实现高密度稳定推力。同时在初级作为动子时，需要借滑轨、滑轮等结构控制气隙，且难以实现双轨道同时往复运行；绕组线圈通电容易发热，若在初级槽内增加水冷管道，虽能达到对绕组线圈的冷却效果，但同时会导致初级槽的槽壁变厚，无益于实现高密度稳定推力。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供一种能够抵消边端效应，保持高密度推力的双轨道永磁直线同步电机。

本发明通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：

一种双轨道高密度推力永磁直线同步电机，包括若干铁芯且交错布置的两个初级定子轨道，一侧初级定子轨道上相邻铁芯形成的凹槽正对另一侧初级定子轨道上的铁芯，两个初级定子轨道之间设置盖板和若干永磁体相对布置的两个次级动子，次级动子顶端插入盖板内并与盖板构成滑移配合。

本发明的优点在于：相互错位的铁心槽边缘，能够抵消齿槽效应与边端效应，实现永磁直流电机的高密度稳定推力，永磁体与铁芯相对设置的初级定子轨道、次级动子为一组，保证气隙空间，简化电机结构的同时，实现两个初级定子同时往复、互不干涉的目的，满足电机的应用需求。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明的结构爆炸图。

图3为本发明的侧视图。

图4为本发明侧壁的内部结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-4所示，一种双轨道高密度推力永磁直线同步电机，包括若干铁芯20相对且交错布置的两个初级定子轨道10，一侧初级定子轨道10上相邻铁芯20形成的凹槽21正对另一侧初级定子轨道10上的铁芯20，将两个初级定子轨道10固定，并布置两个初级定子轨道10上的铁芯20相对、交错布置，将铁芯20产生的边端效应抵消，降低推力波动，实现高密度推力。两个初级定子轨道10之间设置盖板30和若干永磁体45相对布置的两个次级动子40，次级动子40顶端插入盖板30内并与盖板30构成滑移配合。如图2所示，相对设置的永磁体45与铁芯20之间a1与a2为一组，b1与b2为一组，既保证永磁体45与铁芯20之间存在足够的气隙，又能够实现互补干涉的双导轨作业，满足永磁直线同步电机的实际使用需求。

其中，盖板30的板底开设双⊥行滑槽31，次级动子40顶端对应设置T形卡条41，T形卡条41顶面与⊥行滑槽31槽底之间设置轮滑组a42，T形卡条41水平地面两侧与⊥行滑槽31槽壁之间设置双轮滑组b43。通过设置双⊥行滑槽31、双T形卡条41构成初级定子轨道10、次级动子40的滑移配合，增设轮滑组a42、双轮滑组b43有效减少接触面的摩擦力。

如图3所示，次级动子40的外侧设置导条44，导条44的另一端插置在同侧初级定子轨道10侧壁上，初级定子轨道10侧壁沿轨长方向开设与导条44相配适的导槽15。增设导条44、导槽15，进一步规范次级动子40行进路线，保证次级动子40按照设定路径滑行。

在永磁直线同步电机的运行过程中，高密度推力的电负荷很大，绕组线圈22为主要热源需要及时散热，本实施例中初级定子轨道10包括侧壁13、排列在侧壁13上的铁芯20，各个铁芯20上均设置绕组线圈22且靠近侧壁13的根部垂直面两侧均开设若干疏风口14，侧壁13壁腔由内向外布置有风冷腔11和水冷腔12，疏风口14与风冷腔11连接。在侧壁13壁腔内水平布置风冷腔11和水冷腔12，利用水冷腔12对风冷腔11降温，使得冷风再由疏风口14排出对绕组线圈22进行直接降温的过程中，不会因初级定子轨道10行程过长或者绕组线圈22的热量而提高温度，持续高校的对绕组线圈22降温。

做为上述方案的具体结构，如图4所示，风冷腔11和水冷腔12沿初级定子轨道10轨长方向延伸，水冷腔12内设置跑道形水冷管121，风冷腔11内侧设置多个与疏风口14配适的出风管道。跑道形水冷管121与外部循环冷却水源连接，风冷腔11与外部冷风源连接，再进入出风管道由疏风口14排出，对绕组线圈22进行直接降温。

其中，铁芯20两侧的疏风口14等高布置，且同侧的疏风口14数量大于等于3，疏风口14等高布置，对铁芯20周围的气流变化相同，增加装置的稳定性。

需要说明的是，在本文中，如若存在第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (6)

1.一种双轨道高密度推力永磁直线同步电机，其特征在于，包括若干铁芯(20)相对且交错布置的两个初级定子轨道(10)，一侧初级定子轨道(10)上相邻铁芯(20)形成的凹槽(21)正对另一侧初级定子轨道(10)上的铁芯(20)，两个初级定子轨道(10)之间设置盖板(30)和若干永磁体(45)相对布置的两个次级动子(40)，次级动子(40)顶端插入盖板(30)内并与盖板(30)构成滑移配合。

2.如权利要求1所述的双轨道高密度推力永磁直线同步电机，其特征在于，初级定子轨道(10)包括侧壁(13)、排列在侧壁(13)上的铁芯(20)，各个铁芯(20)上均设置绕组线圈(22)且靠近侧壁(13)的根部垂直面两侧均开设若干疏风口(14)，初级定子轨道(10)外侧壁腔由内向外布置有风冷腔(11)和水冷腔(12)，疏风口(14)与风冷腔(11)连接。

3.如权利要求2所述的双轨道高密度推力永磁直线同步电机，其特征在于，风冷腔(11)和水冷腔(12)沿初级定子轨道(10)轨长方向延伸，水冷腔(12)内设置跑道形水冷管(121)，风冷腔(11)内侧设置多个与疏风口(14)配适的出风管道。

4.如权利要求1-3任意一项所述的双轨道高密度推力永磁直线同步电机，其特征在于，盖板(30)的板底开设双⊥行滑槽(31)，次级动子(40)顶端对应设置T形卡条(41)，T形卡条(41)顶面与⊥行滑槽(31)槽底之间设置轮滑组a(42)，T形卡条(41)水平地面两侧与⊥行滑槽(31)槽壁之间设置双轮滑组b(43)。

5.如权利要求4所述的双轨道高密度推力永磁直线同步电机，其特征在于，次级动子(40)的外侧设置导条(44)，导条(44)的另一端插置在同侧初级定子轨道(10)侧壁上，初级定子轨道(10)侧壁沿轨长方向开设与导条(44)相配适的导槽(15)。

6.如权利要求5所述的双轨道高密度推力永磁直线同步电机，其特征在于，铁芯(20)两侧的疏风口(14)等高布置，且同侧的疏风口(14)数量大于等于3。

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