CN1118126C - 交错的铁心叠片制成的直线电动机定子 - Google Patents

交错的铁心叠片制成的直线电动机定子 Download PDF

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Abstract

一用于直线电动机的定子铁心包括：按圆筒形状卷绕线圈并对其进行绝缘而成的定子线圈；多个铁心条带，其每个包括：由薄片材料构成的有预定宽度和长度的垂直单元；在垂直单元的一端部位在垂直单元的薄片平面方向以直角弯曲和延伸的水平单元；在水平单元边缘部位逐渐延伸并形成反三角形的磁极部分，铁心条带的垂直单元的内边缘部位与定子线圈的外圆周表面连接，水平单元的内边缘部位与定子线圈的上下表面连接，或者其间留有预定间隔地连接，叠置成为辐射状，铁心条带磁极部分的边缘部位彼此连接，从而形成定子铁心的内圆周表面，垂直单元的外边缘部位形成定子铁心的外圆周表面。这样的结构可降低成本和减少电机损耗。

Description

交错的铁心叠片制成的直线电动机定子
技术领域
本发明涉及直线电动机的定子，特别是涉及由交错的铁心叠片制成的直线电动机定子，能够有利于定子铁心的绝缘和组装，能够自由地设置定子铁心开口的间距，并且通过降低铁心的磁通密度能够减少电机损耗。
背景技术
通常，传统的电机具有三维形状的磁通，而直线电动机具有平面形状的磁通。直线电动机中，平面状可动单元根据形成在平面状固定单元上的磁通变化在平面上完成线性运动。
以下将参考图1和2说明直线电动机的例子。
图1和2分别是传统的直线电动机结构的正视图和侧视图。
如图1和2所示，传统的直线电动机包括：由多条铁心条带1叠片成为圆筒状而形成的外定子铁心10，所述多条铁心条带内部分别具有预定尺寸开口1a；在外定子铁心内圆周表面由叠片铁心条带1的开口形成的环状槽内卷绕的定子线圈20；由具有预定形状的多条铁心条带叠置成为圆筒状而形成的内定子铁心30，插入外定子铁心10的空间，与其内圆周表面具有预定间隙；和插入内外定子铁心30、10之间的间隙的具有多个磁体40的磁体叶片50。
围绕有内定子铁心30和定子线圈20的外定子铁心10构成直线电动机的定子，设置有多个磁体40的磁体叶片50形成直线电动机的可动单元。
更具体地讲，形成外定子铁心10的铁心条带1由薄片材料构成，具有U形通道单元1b，和在通道单元1b的两端部位以倒三角形延伸的磁极部分1c。
如上所述，通过多个铁心条带1叠置成为圆筒形而形成外定子铁心10。每个叠片铁心条带1的磁极部分1c的端部形成外定子铁心10的内圆周表面，通道单元1b的外边缘部位形成其外圆周表面。
之后，通过在由铁心条带1的开口1a形成的环状槽卷绕线圈，形成定子线圈20，并且使定子线圈20绝缘，制成叠片的外定子铁心10。
这里，构成直线电动机的内定子铁心30和卷绕定子线圈20的外定子铁心10的位置可以交换。
以下说明直线电动机的工作。
当对定子线圈20施加电流时，由沿内定子铁心30的铁心条带3和外定子铁心10的铁心条带1流过的电流形成磁通量。设置有磁体40的磁体叶片50，因磁通量和磁体40形成相互作用力而在轴向产生线性移动。
但是，在构成如上所述传统的直线电动机的定子铁心中，铁心条带叠置成为圆筒状，定子线圈卷绕在铁心条带开口形成的槽内。因此，线圈的卷绕工艺复杂。卷绕之后难以绝缘卷绕线圈。
此外，传统的铁心条带形成有便于卷绕工艺的预定开口，于是不可能根据最佳磁路的构成改变开口的间距。
通常，众所周知，影响电机效率的磁通密度正比于磁通量，并且反比于磁通经过的铁心剖面。在由铁心条带形成定子铁心的情况，形成内圆周表面铁心条带附着，于是其间没有间隙。但是，形成外圆周表面的铁心条带具有预定间隔的间隙g。结果，铁心剖面减小到为间隙g，于是磁通密度提高，从而增大了电机的损耗或者对其尺寸的影响。
发明内容
因此，本发明的主要目的在于提供一种用于直线电动机的定子铁心，能够有利于定子铁心的绝缘和组装，能够降低制造成本，通过自由地设置定子铁心开口的间距使磁体长度优化。
本发明的另一个目的在于提供一种用于直线电动机的定子铁心，通过降低定子铁心的磁通量能够减少电机损耗。
为了实现本发明的上述目的，提供一种用于直线电动机的定子铁心，包括：按圆筒形状卷绕线圈并对该线圈进行绝缘而形成的定子线圈；多个铁心条带，每个铁心条带包括：由薄片材料构成的具有预定宽度和长度的垂直单元；在垂直单元的一端部位在所述垂直单元的薄片平面方向以直角弯曲和延伸的水平单元；在水平单元边缘部位逐渐延伸并且形成反三角形的磁极部分，铁心条带的垂直单元的内边缘部位与定子线圈的外圆周表面连接，水平单元的内边缘部位与定子线圈的上下表面连接，或者其间留有预定间隔地连接，叠置成为辐射状，铁心条带磁极部分的边缘部位彼此连接，从而形成定子铁心的内圆周表面，垂直单元的外边缘部位形成定子铁心的外圆周表面。
附图说明
通过参见附图将可更加了解本发明，这些附图仅是示例性的，并不限制本发明。
图1是传统直线电动机的定子结构的正视图。
图2是传统直线电动机的定子结构的侧视图。
图3是根据本发明的用于直线电动机定子的铁心条带的透视图。
图4是根据本发明的由交错叠片制成的用于直线电动机的外定子铁心的透视图。
图5是展示根据本发明在定子线圈上叠置用于直线电动机的外定子铁心的工艺的透视图。
图6是根据本发明的用于直线电动机的定子铁心的部分放大侧视图。
具体实施方式
以下将参考附图详细说明根据本发明的通过交错铁心叠片制成的用于直线电动机的定子。
图3是根据本发明的用于直线电动机定子的铁心条带的透视图。
参见图3，根据本发明形成用于直线电动机的定子铁心的铁心条带100包括：由具有预定宽度和长度的薄片材料构成的垂直单元110；在垂直单元110的一端部位以直角弯曲和延伸的水平单元120；和在水平单元120边缘部位逐渐延伸并且形成反三角形的磁极部分130。
以下将参考图4和5说明由铁心条带100形成的用于直线电动机的定子铁心。
图4是根据本发明由交错铁心叠片制成的用于直线电动机的外定子铁心的透视图，图5是展示根据本发明在定子线圈上叠置用于直线电动机的外定子铁心的工艺的透视图。
首先，作为根据本发明的定子铁心的实施例说明外定子铁心。
在根据本发明的外定子铁心200中，铁心条带100的垂直单元110的内边缘部位与卷绕成圆筒形并且绝缘的定子线圈300的外圆周表面连接，水平单元120的内边缘部位与定子线圈300的上和下部位连接，或者其间留有预定间隔地连接，于是叠置成辐射状。铁心条带100的磁极部分的边缘部位彼此连接，从而形成内圆周表面，垂直单元110的外边缘部位形成外圆周表面。
也就是说，铁心条带100的水平单元120在定子线圈300的上和下表面交替叠置成辐射状，从而形成圆筒形状。另外，铁心条带100的磁极部分130的边缘部位相互连接，从而形成内圆周表面，垂直单元110的外边缘部位形成外圆周表面。
图6是根据本发明的用于直线电动机的定子铁心的部分放大侧视图。与传统单元相同的单元采用相同的参考标号。
如图所示，在外定子铁心200中，由交替的一对铁心条带100形成内弧和外弧。内弧厚度是“t”，外弧厚度是“2t”。
结果，根据按辐射状叠置铁心条带100形成圆筒形状的外定子铁心200的整体构形，外垂直单元100的间隔得以最小化。
圆筒状内定子铁心30插入具有预定间隙的外定子铁心200的空间。具有磁体40的可动单元50插入内定子铁心30和外定子铁心200之间的间隙，于是组成直线电动机。
这里，在卷绕成圆筒状并且绝缘的定子线圈300上叠置铁心条带100的情形，根据本发明的定子铁心可以在垂直方向控制铁心条带100的磁极部分130之间的间隔。因此，设定根据磁体叶片50的位移确定的磁体40的长度，即可动单元和磁极部分130之间的间隔，从而组成最佳磁路。
此外，在外定子铁心200中，铁心条带100的量增加，于是铁心的剖面增加。结果，磁通密度降低，从而减少了电机损耗。
而且，通过按圆筒形卷绕线圈而形成定子线圈300，在其外表面上形成绝缘膜，在其上叠置铁心条带100。于是，简化了定子线圈300的卷绕工艺，有利于卷绕定子线圈300的绝缘。
以下说明包括根据本发明的外定子铁心200的直线电动机的工作。
对定子线圈300施加电流时，由沿内外定子铁心30、200的铁心条带3、100流动的电流形成磁通。设置有磁体40的磁体叶片50，利用磁通和磁体所形成的相互作用力，在轴向产生直线运动。
这里，组成外定子铁心200的铁心条带100叠置成辐射状，于是形成圆筒形状。另外，外定子铁心200的内圆周部位由铁心条带100的磁极部分130形成单个表面。
包括根据本发明的定子铁心的直线电动机用于直线型压缩机。直线型压缩机通过把由直线电动机产生的直线动能转变成活塞的直线动能从而压缩气体。
如上所述，作为根据本发明的用于直线电动机的定子铁心，通过在具有绝缘膜的定子线圈上叠置铁心条带来制造，可以简化定子线圈的卷绕工艺和绝缘工艺，从而提高组装生产率。
此外，制造该电动机时，定子铁心的磁通密度得以降低，于是电动机的损耗也得以减小。由于电动机尺寸减小，所以产品尺寸可以最小化。此外，通过减少高价磁体的用量使制造成本降低。
在不脱离本发明的精神或者基本特征的条件下，可以按几种形式实施本发明，所以也应理解上述实施例并不受限于上述任何具体内容，除非另有说明，应在权利要求书限定的精神和范围内做广泛的解释，因此处于权利要求书的集合和边界内的所有变化和改进、或者这种集合和边界的等同均应包含在权利要求书之内。

Claims (2)

1.一种用于直线电动机的定子铁心，包括：
按圆筒形状卷绕线圈并对该线圈进行绝缘而形成的定子线圈；
多个铁心条带，每个铁心条带包括：
由薄片材料构成的具有预定宽度和长度的垂直单元；
在垂直单元的一端部位在所述垂直单元的薄片平面方向以直角弯曲和延伸的水平单元；和
在水平单元边缘部位逐渐延伸并且形成反三角形的磁极部分，铁心条带的垂直单元的内边缘部位与定子线圈的外圆周表面连接，水平单元的内边缘部位与定子线圈的上下表面连接，或者其间留有预定间隔地连接，叠置成为辐射状，铁心条带磁极部分的边缘部位彼此连接，从而形成定子铁心的内圆周表面，垂直单元的外边缘部位形成定子铁心的外圆周表面。
2.根据权利要求1的用于直线电动机的定子铁心，其中，当在定子线圈上叠置铁心条带时，铁心条带的水平单元的内边缘部位叠置成与定子线圈上和下表面具有预定间隔。
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