CN111279596A - 具有电枢冷却通道的线性电动机 - Google Patents

Abstract

一种线性电动机(10)，包括支撑结构(12)，固定在所述支撑结构(12)上的定子组件(16)，以及固定在所述支撑结构(12)上的电枢组件(14)，所述电枢组件(14)用于相对于所述定子组件(16)的引导运动。所述电枢组件(14)包括多个磁性器件(20)，以及铁芯支撑件(24)，铁芯支撑件(24)支撑相对于所述定子组件铁芯支撑件(16)间隔开的每个所述磁性器件(20)，所述铁芯支撑件(24)具有形成在其中的多个流体冷却通道(28)。

Description

具有电枢冷却通道的线性电动机

背景技术

以下讨论仅提供一般背景信息，并不旨在用于帮助确定所要求保护的主题的范围。

线性电动机包括通常固定在壳体内或壳体上的定子绕组和安装用于相对于定子绕组地线性运动的电枢。通过定子绕组的电流被控制以产生磁场，该磁场与提供在电枢上的磁场相互作用以控制电枢的线性运动。在运行中，电枢的铁芯被加热。需要改善电枢的冷却。

发明内容

提供本文的发明内容和摘要以简化的形式介绍一些概念，这些概念将在下面的详细描述中进一步描述。本发明内容和摘要不旨在标识所要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不旨在用于帮助确定所要求保护的主题的范围。所要求保护的主题不限于解决背景技术中指出的任何或所有缺点的实施方式。

一种线性电动机包括支撑结构，固定至支撑结构的定子组件，以及固定至支撑结构用于相对于定子组件的引导运动的电枢组件。电枢包括多个磁性器件，以及铁芯支撑件，铁芯支撑件支撑相对于定子组件间隔开的每个磁性器件。铁芯支撑件具有形成在其中的多个流体冷却通道。

实施方式可以包括以下特征中的一个或多个。冷却通道可以布置在铁芯中以帮助冷却或改善铁芯所承载的磁力线。关于改善冷却，可以在每个磁性器件附近布置流体冷却通道，并且如果需要，可以沿着将每个磁性器件平分的平面布置每个流体冷却通道。

冷却通道可以以任何期望的方式布置在铁芯中；然而，在一实施例中，每个流体冷却通道从铁芯支撑件的第一边缘延伸到在与第一边缘相对的一侧的铁芯支撑件的第二边缘，并且在另一实施例中，每个流体冷却通道被定向成与电枢组件的线性运动正交。提供至少两个端口以将冷却通道连接至冷却流体源，例如液体。冷却通道可以与联接通道流体地联接在一起，或者以其他方式形成例如以Z字形穿过两个端口之间的铁芯部延伸。可以在铁芯中设置单个这样的图案或区域，或者可以布置多个区域，其中每个区域包括连接到流体源的端口，流体源可以包括泵。

如果使用的话，每个联接通道以连续的方式流体地连接铁芯支撑件中的相邻流体冷却通道。联接通道可以是连接到铁芯的单独元件，或者可以在其中形成，其中每个联接通道的至少一部分壁由铁芯支撑件的材料形成。用于电枢组件的第一引导构件被固定到第一边缘，第二引导构件被固定到第二边缘，每个引导构件引导电枢组件相对于铁芯支撑件的线性运动。如果需要，每个引导构件形成每个联接通道的壁的至少一部分。

为了有助于铁芯支撑件承载磁力线，在一实施例中，每个流体冷却通道布置在铁芯中磁通密度较低的位置。

附图简要说明

图1是示例性线性电动机的立体图。

图2是去除了一部分的线性电动机的立体图。

图3是沿着电枢的运动轴线的线性电动机的截面图。

图4是有部件被去除的线性电动机的一部分的放大图。

图5是电枢铁芯的立体图。

图6是电枢铁芯的局部截面图。

示例性实施例详细说明

参考附图，在所有几幅图中相似的附图标记表示相同或相似的组件。图1示出了线性电动机或致动器10。线性电动机10包括支撑结构12，如果需要，支撑结构12可以进一步用作壳体。也参考图2，线性电动机10包括电枢组件14。在所示的实施例中，电枢组件14包括至少一组磁性器件20，磁性器件20通常是磁体，但是也可以是绕组，被安装或固定到铁芯支撑件24(图5)。以磁体为示例，磁体20以常规方式布置，具有交替的南极和北极，以便与由定子组件16的绕组产生的磁场相互作用。电枢组件14通过定子组件16的受控运动众所周知，由于这些细节与本发明无关，因此将不对其进行详细描述。

如背景技术部分中所示，电枢组件14在运行期间产生热量，优选利用本发明的方面除去热量。特别地，在运行期间，电枢组件14通过电枢组件14的铁芯支撑件24提供流体冷却剂，优选为液体，以去除其中存在的热量。

参考图5和图6，铁芯支撑件24包括布置在其中的多个冷却渠道或冷却通道28，冷却通道28优选地从铁芯支撑件24的第一侧边缘30A延伸到相对侧边缘30B。使用诸如粘合的常规技术将磁体20固定到铁芯支撑件24。应当注意到，可以使用导热粘结剂将磁体20粘合到铁芯支撑件24，以提高磁体20和铁芯支撑件24之间的导热性。如果需要，每个磁体20都可以位于铁芯支撑件24提供的相应凹口内，以改善每个磁体20到铁芯支撑件24的固定。如果需要，可以在磁体20上设置环氧树脂覆盖物。

在优选实施例中，冷却通道28设置在铁芯支撑件24中，与每个磁体20相对。在所示的实施例中，电枢组件14在电枢组件14的第一侧包括第一组磁体20，在电枢组件14的相对侧上包括第二组磁体(未示出，但布置类似)，每组磁体20与定子组件16的相应绕组相互作用。在所示的实施例中，每个冷却通道28是用于从电枢组件14的每一侧去除热量的公共冷却通道。尽管也可以使用单独的通道，例如布置成对的平行的冷却通道，其中每对中的一个冷却通道冷却铁芯支撑件24一侧的磁体，另一冷却通道冷却相对侧的磁体，与电枢组件14的每一侧上的磁体20相关联的公共冷却通道可能是优选的，以便最小化从铁芯支撑件24去除以形成通道28的铁芯材料的量。

来自磁体20的磁通量存在于铁芯支撑件24中，优选地在铁芯支撑件24内保持尽可能多的材料以用于来自磁体20的磁通量，并提供对铁芯支撑件24的结构支撑。然而，已经发现，冷却通道28在铁芯支撑件24内的位置可以被优化，以最小化对磁通量的干扰。特别地，在优选实施例中，冷却通道28设置在铁芯支撑件24内，以沿着与每个磁体20的中间或中心重合的路径延伸，优选地，该路径正交于电枢组件14的运动轴线(通常在图中上下浮动，但这不应视为限制)。换句话说，每个流体冷却通道28沿着将每个磁体20平分的平面布置。除了位于磁通密度降低的铁芯支撑件24的区域或铁芯支撑件24的一部分中之外，相对于每个磁铁20，这样的位置也靠近电枢组件14中产生最高热量的位置。

如上所述，通过通道的冷却剂流是铁芯支撑件24中的边缘30A到边缘30B。在一个实施例中，流体以Z字形方式连续地流过通道28或部分通道28。为了使流体连续流过铁芯支撑件24，在延伸穿过铁芯支撑件24的每个冷却通道28之间设置有联接通道44。图5和图6示出了设置在铁芯支撑件24的每个边缘上的联接通道44的部分。以冷却通道28A、28B和28C为例，设置了联接通道44A和44B，以允许流体连续地流过通道28A到通道28B然后到通道28C(但是，应该理解为流体也可以沿另一个方向流动)，此处联接通道44A在边缘30A处将通道28A和28B连接，而联接通道44B在边缘30B处将通道28B和28C连接。

在所示的实施例中，提供了侧歧管60A和60B，以提供形成联接通道44的壁的至少一部分的表面。特别地，歧管60A和60B分别固定至铁芯支撑件24的边缘30A和30B，其中每个歧管60A、60B的面向或固定到铁芯的边缘面的表面具有形成每个联接通道44的内壁的部分。歧管60A、60B固定到铁芯的边缘上，以便密封每个联接通道44。尽管联接通道44可形成在铁芯支撑件24内，但是歧管60A、60B的使用形成了方便的组件，该组件更容易制造。

在所示的实施例中，第一端口62设置在铁芯支撑件24的一端，第二端口(未示出)设置在铁芯支撑件24的相对端，使得在第一端口和第二端口之间存在Z字形的连续流体流动。然而，如果需要，这不应被认为是限制性的，如果不希望仅具有穿过铁芯支撑件24的单个流体路径，则可以提供额外的端口。每个端口都连接至流体源70，该流体源70可以包括泵72(在图5中示意性地示出，但是没有歧管60A、60B)。流体源70和泵72到铁芯支撑件24的通道28的连接可以设置连接到端口的合适的挠性管线，该挠性管线可以延伸穿过设置在歧管60A、60B中的相应的孔。在一实施例中，第一端口62设置在电枢组件14的一端，第二端口设置在电枢组件14的另一端，可将单独的挠性管线连接到端口；然而，在另一实施例中，可以在其中一个歧管内设置沿歧管的长度延伸的通道，使得各个端口可以设置在电枢的一端。优选地，流体是液体。

返回参考图2，每个歧管60A、60B进一步将线性轴承轨80A、80B在电枢组件14的每一侧连接到铁芯支撑件24。每个线性轴承轨80A、80B由电枢组件14的每侧上的至少一个且优选两个线性轴承支承组件78引导。线性轴承支承组件78包括可滑动地连接到每个线性轴承轨80A或80B的块构件84。线性轴承支承组件78使用支撑构件86固定至支撑结构12。

尽管已经参考优选实施例描述了本发明，但是本领域技术人员将认识到，可以在形式和细节上进行改变而不背离本发明的精神和范围。

Claims (13)

1.一种线性电动机，包括：

支撑结构；

固定在所述支撑结构上的定子组件；以及

固定在所述支撑结构上的电枢组件，用于相对于所述定子组件的引导运动，所述电枢组件包括：

多个磁性器件；以及

铁芯支撑件，其支撑相对于所述定子组件间隔开的每个所述磁性器件，所述铁芯支撑件具有形成在其中的多个流体冷却通道。

2.根据权利要求1所述的线性电动机，其中，在每个磁性器件附近布置有流体冷却通道。

3.根据权利要求2所述的线性电动机，其中，每个流体冷却通道设置在所述铁芯支撑件中磁通密度较低的位置。

4.根据权利要求3所述的线性电动机，其中，每个流体冷却通道沿着将每个磁体平分的平面布置。

5.根据权利要求4所述的线性电动机，其中，每个所述流体冷却通道被定向成与所述电枢组件的线性运动正交。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的线性电动机，其中，每个流体冷却通道从所述铁芯支撑件的第一边缘延伸到在与所述第一边缘相对的一侧的所述铁芯支撑件的第二边缘。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的线性电动机，还包括联接通道，每个联接通道以连续的方式流体地连接所述铁芯支撑件中的相邻流体冷却通道。

8.根据权利要求7所述的线性电动机，其中，每个联接通道的至少一部分壁由所述铁芯支撑件的材料形成。

9.根据权利要求7或8中任一项所述的线性电动机，还包括固定到所述第一边缘的第一引导构件和固定到所述第二边缘的第二引导构件，每个引导构件引导所述电枢组件相对于所述铁芯支撑件的线性运动。

10.根据权利要求9所述的线性电动机，其中，每个所述引导构件的一部分形成每个联接通道的壁的至少一部分。

11.根据权利要求1至10中任一项所述的线性电动机，还包括流体源，所述流体源流体地连接至所述流体冷却通道。

12.根据权利要求11所述的线性电动机，其中，所述流体源包括泵。

13.根据权利要求1至12中任一项所述的线性电动机，其中，流过所述冷却通道的流体包括液体。

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