CN115664106A - 一种磁悬浮直线旋转电机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种磁悬浮直线旋转电机，属于直线旋转电机技术领域，电机各部零件安装在壳体内部，前端盖、后端盖通过螺杆与壳体安装固定，4片扇形结构的电机定子中处于轴对称位置的两片定子斜型线槽方向一致，给电机定子上的控制绕组施加差动悬浮支承电流分量，对转子铁芯产生一个方向的径向悬浮力支承力，4片电机定子配合可为转子提供轴向一个位置的径向支承，电机定子与径向磁轴承配合为转子铁芯提供稳定的磁悬浮力支承，工作时4片电机定子中处于轴对称位置的两片电机定子通以相同大小、频率、相位的驱动交变电流分量，可以得到稳定可控的轴向驱动力和旋转驱动力矩。
Description
技术领域
本发明涉及一种直线旋转电机，特别是涉及一种磁悬浮直线旋转电机，属于直线旋转电机技术领域。
背景技术
随着工业智能化的推进，航空航天、智能制造、先进医疗设备等现代机电装备应用领域发展迅速。其中，对于不需要中间传动结构就能够直接进行直线、旋转运动的电机尤为关注，相比较传统依靠多个电机与机械传动装置进行组合的机电驱动系统，基于直线旋转电机的方案不但可以减少系统的尺寸和结构复杂度，而且有效避免了传统机电驱动控制复杂问题。
当前的直线、旋转电机主要是将内、外永磁体安装于动子铁芯的内外壁，通过内、外绕组分别通电进行相互配合；或是将圆筒形定子沿中轴平面分为上下扣合的旋转运动部分定子和直线运动部分定子，对各部分定子采用特定方向叠压最后进行相互扣合与动子配合驱动工作。
上述结构存在多个永磁体之间以及永磁体与电磁结构间的复杂磁场耦合，电机定转子结构复杂，需要较复杂的机械支撑系统保障系统工作。
并且由于机械轴承的运动性能限制，无法满足电机高速运动和高频启停与变向的需要，且由于机械轴承的应用会带来较大的摩擦发热和效率降低，为此设计一种磁悬浮直线旋转电机来解决上述问题。
发明内容
本发明的主要目的是为了提供一种磁悬浮直线旋转电机，电机各部零件安装在壳体内部，前端盖、后端盖通过螺杆与壳体安装固定，4片扇形结构的电机定子中处于轴对称位置的两片定子斜型线槽方向一致，给电机定子上的控制绕组施加差动悬浮支承电流分量，对转子铁芯产生一个方向的径向悬浮力支承力，4片电机定子配合可为转子提供轴向一个位置的径向支承，电机定子与径向磁轴承配合为转子铁芯提供稳定的磁悬浮力支承，工作时4片电机定子中处于轴对称位置的两片电机定子通以相同大小、频率、相位的驱动交变电流分量，可以得到稳定可控的轴向驱动力和旋转驱动力矩，由于相邻之间电机定子5斜向线槽方向相互垂直，因此可通过控制相邻电机定子的通电相位和电流大小来控制驱动转子铁芯7旋转力矩和轴向力的大小。
本发明的目的可以通过采用如下技术方案达到：
一种磁悬浮直线旋转电机，包括壳体，所述壳体的一端通过螺杆安装有后端盖，所述壳体的另一端通过螺杆安装有前端盖，所述前端盖的内侧设有通过定位凸台固定安装有径向磁轴承，所述径向磁轴承的内侧设有输出转轴，所述壳体的内侧设有定位壳，且所述定位壳的内侧固定有电机定子，所述定位壳的内侧中部处设有与所述电机定子相互配合的转子铁芯，该转子铁芯的外侧设有导电层。
优选的，所述壳体为回转体结构，且所述壳体的内部分为第一侧壁和第二侧壁。
优选的，所述第一侧壁与所述定位壳固定，所述第二侧壁与转子铁芯相互配合。
优选的，所述输出转轴为阶梯轴，且所述输出转轴包括第一轴段、第二轴段和第三轴段，所述第一轴段的一端安装有第二轴段，且所述第二轴段远离所述第一轴段的一端安装有第三轴段。
优选的，所述定位壳为四组扇形斜槽结构，且等间距分部并固定安装在所述壳体的内部。
优选的，所述转子铁芯为钢制铁芯层与铜制导电层组成，且所述导电层外表面与电机定子内表面同轴心且保持一定气隙距离。
优选的，所述径向磁轴承对应设置在所述第二轴段上。
优选的，所述电机定子采用弧形定子其圆周方向在中轴面的投影与中轴线夹角为±45°的叠压方式，且夹角为+45°的斜型线槽定子圆周方向对称布置两个，夹角为-45°的斜型线槽定子圆周方向对称布置两个且与+45°的斜型线槽定子交替布置。
优选的，所述第一轴段上设有转子铁芯，所述第三轴段为输出轴端。
本发明的有益技术效果：
本发明提供的一种磁悬浮直线旋转电机，电机各部零件安装在壳体内部，前端盖、后端盖通过螺杆与壳体安装固定，4片扇形结构的电机定子中处于轴对称位置的两片定子斜型线槽方向一致，给电机定子上的控制绕组施加差动悬浮支承电流分量，对转子铁芯产生一个方向的径向悬浮力支承力，4片电机定子配合可为转子提供轴向一个位置的径向支承，电机定子与径向磁轴承配合为转子铁芯提供稳定的磁悬浮力支承，工作时4片电机定子中处于轴对称位置的两片电机定子通以相同大小、频率、相位的驱动交变电流分量，可以得到稳定可控的轴向驱动力和旋转驱动力矩，由于相邻之间电机定子5斜向线槽方向相互垂直，因此可通过控制相邻电机定子的通电相位和电流大小来控制驱动转子铁芯7旋转力矩和轴向力的大小。
附图说明
图1为按照本发明的一种磁悬浮直线旋转电机的一优选实施例的装置整体立体结构示意图；
图2为按照本发明的一种磁悬浮直线旋转电机的一优选实施例的装配图；
图3为按照本发明的一种磁悬浮直线旋转电机的一优选实施例的定子侧视图；
图4为按照本发明的一种磁悬浮直线旋转电机的一优选实施例的定子排列图；
图5为按照本发明的一种磁悬浮直线旋转电机的一优选实施例的输出转轴示意图；
图6为按照本发明的一种磁悬浮直线旋转电机的一优选实施例的定子排列立体结构示意图。
图中：1-后端盖、2-壳体、3-前端盖、4-定位壳、5-电机定子、6-导电层、7-转子铁芯、8-径向磁轴承、9-输出转轴、10-第一轴段、11-第二轴段、12-第三轴段。
具体实施方式
为使本领域技术人员更加清楚和明确本发明的技术方案，下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
如图1-图6所示，本实施例提供的一种磁悬浮直线旋转电机，包括壳体2，壳体2的一端通过螺杆安装有后端盖1，壳体2的另一端通过螺杆安装有前端盖3，前端盖3的内侧设有通过定位凸台固定安装有径向磁轴承8，径向磁轴承8的内侧设有输出转轴9，壳体2的内侧设有定位壳4，且定位壳4的内侧固定有电机定子5，定位壳4的内侧中部处设有与电机定子5相互配合的转子铁芯7，该转子铁芯7的外侧设有导电层6。
电机各部零件安装在壳体2内部，前端盖1、后端盖3通过螺杆与壳体2安装固定，4片扇形结构的电机定子5中处于轴对称位置的两片定子斜型线槽方向一致，给电机定子5上的控制绕组施加差动悬浮支承电流分量，对转子铁芯7产生一个方向的径向悬浮力支承力，4片电机定子5配合可为转子提供轴向一个位置的径向支承，电机定子5与径向磁轴承8配合为转子铁芯7提供稳定的磁悬浮力支承，工作时4片电机定子5中处于轴对称位置的两片电机定子5通以相同大小、频率、相位的驱动交变电流分量，可以得到稳定可控的轴向驱动力和旋转驱动力矩，由于相邻之间电机定子5斜向线槽方向相互垂直，因此可通过控制相邻电机定子5的通电相位和电流大小来控制驱动转子铁芯7旋转力矩和轴向力的大小。
在本实施例中，壳体2为回转体结构，且壳体2的内部分为第一侧壁和第二侧壁。
在本实施例中，第一侧壁与定位壳4固定，第二侧壁与转子铁芯7相互配合。
在本实施例中，输出转轴9为阶梯轴，且输出转轴9包括第一轴段10、第二轴段11和第三轴段12，第一轴段10的一端安装有第二轴段11，且第二轴段11远离第一轴段10的一端安装有第三轴段12。
在本实施例中，定位壳4为四组扇形斜槽结构，且等间距分部并固定安装在壳体2的内部。
在本实施例中，转子铁芯7为钢制铁芯层与铜制导电层组成，且导电层外表面与电机定子5内表面同轴心且保持一定气隙距离。
在本实施例中，径向磁轴承8对应设置在第二轴段11上。
在本实施例中，电机定子5采用弧形定子其圆周方向在中轴面的投影与中轴线夹角为±45°的叠压方式，且夹角为+45°的斜型线槽定子圆周方向对称布置两个，夹角为-45°的斜型线槽定子圆周方向对称布置两个且与+45°的斜型线槽定子交替布置。
在本实施例中，第一轴段10上设有转子铁芯7，第三轴段12为输出轴端。
以上，仅为本发明进一步的实施例，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明所公开的范围内，根据本发明的技术方案及其构思加以等同替换或改变，都属于本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种磁悬浮直线旋转电机，其特征在于：包括壳体（2），所述壳体（2）的一端通过螺杆安装有后端盖（1），所述壳体（2）的另一端通过螺杆安装有前端盖（3），所述前端盖（3）的内侧设有通过定位凸台固定安装有径向磁轴承（8），所述径向磁轴承（8）的内侧设有输出转轴（9），所述壳体（2）的内侧设有定位壳（4），且所述定位壳（4）的内侧固定有电机定子（5），所述定位壳（4）的内侧中部处设有与所述电机定子（5）相互配合的转子铁芯（7），该转子铁芯（7）的外侧设有导电层（6）。
2.根据权利要求1所述的一种磁悬浮直线旋转电机，其特征在于：所述壳体（2）为回转体结构，且所述壳体（2）的内部分为第一侧壁和第二侧壁。
3.根据权利要求2所述的一种磁悬浮直线旋转电机，其特征在于：所述第一侧壁与所述定位壳（4）固定，所述第二侧壁与转子铁芯（7）相互配合。
4.根据权利要求3所述的一种磁悬浮直线旋转电机，其特征在于：所述输出转轴（9）为阶梯轴，且所述输出转轴（9）包括第一轴段（10）、第二轴段（11）和第三轴段（12），所述第一轴段（10）的一端安装有第二轴段（11），且所述第二轴段（11）远离所述第一轴段（10）的一端安装有第三轴段（12）。
5.根据权利要求4所述的一种磁悬浮直线旋转电机，其特征在于：所述定位壳（4）为四组扇形斜槽结构，且等间距分部并固定安装在所述壳体（2）的内部。
6.根据权利要求5所述的一种磁悬浮直线旋转电机，其特征在于：所述转子铁芯（7）为钢制铁芯层与铜制导电层组成，且所述导电层外表面与电机定子（5）内表面同轴心且保持一定气隙距离。
7.根据权利要求6所述的一种磁悬浮直线旋转电机，其特征在于：所述径向磁轴承（8）对应设置在所述第二轴段（11）上。
8.根据权利要求7所述的一种磁悬浮直线旋转电机，其特征在于：所述电机定子（5）采用弧形定子其圆周方向在中轴面的投影与中轴线夹角为±45°的叠压方式，且夹角为+45°的斜型线槽定子圆周方向对称布置两个，夹角为-45°的斜型线槽定子圆周方向对称布置两个且与+45°的斜型线槽定子交替布置。
9.根据权利要求8所述的一种磁悬浮直线旋转电机，其特征在于：所述第一轴段（10）上设有转子铁芯（7），所述第三轴段（12）为输出轴端。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN202211312708.1A CN115664106A (zh) | 2022-10-25 | 2022-10-25 | 一种磁悬浮直线旋转电机 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN115664106A true CN115664106A (zh) | 2023-01-31 |
Family
ID=84991918
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202211312708.1A Pending CN115664106A (zh) | 2022-10-25 | 2022-10-25 | 一种磁悬浮直线旋转电机 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN115664106A (zh) |
-
2022
- 2022-10-25 CN CN202211312708.1A patent/CN115664106A/zh active Pending
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