CN117477891B - 一种具有开槽结构的动子外壳及磁轴式直线电机 - Google Patents
一种具有开槽结构的动子外壳及磁轴式直线电机 Download PDFInfo
- Publication number
- CN117477891B CN117477891B CN202311823950.XA CN202311823950A CN117477891B CN 117477891 B CN117477891 B CN 117477891B CN 202311823950 A CN202311823950 A CN 202311823950A CN 117477891 B CN117477891 B CN 117477891B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- magnetic
- parallelogram
- slot
- rotor
- housing
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims description 28
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims description 28
- 230000004323 axial length Effects 0.000 claims description 26
- 239000007769 metal material Substances 0.000 claims description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K41/00—Propulsion systems in which a rigid body is moved along a path due to dynamo-electric interaction between the body and a magnetic field travelling along the path
- H02K41/02—Linear motors; Sectional motors
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)
Abstract
本发明公开了一种具有开槽结构的动子外壳及磁轴式直线电机，涉及电机技术领域，包括动子外壳，动子外壳用于为其它结构提供安装基础，动子外壳内部设置为中空结构，动子外壳内部的轴线方向装有磁轴套筒，磁轴套筒内部依次排列多组磁轴单元，磁轴单元用于为直线电机动子的滑动提供磁场，磁轴单元包括磁轭、磁钢，多个磁轴单元中的磁轭与磁钢依次间隔设置，每两个相邻的磁轴单元的两个磁钢中相同的磁极相互靠近，动子外壳四面的槽孔呈平行四边形形状。本发明通过对电机动子外壳的结构设计，降低了电机运行过程中作为动子一部分的外壳的涡流阻力，提升了电机推力。
Description
技术领域
本发明涉及电机技术领域，特别涉及一种具有开槽结构的动子外壳及磁轴式直线电机。
背景技术
直线电机是一种将电能直接转换成直线输出运动的电机，不需要中间转换机构的动力装置和执行机构。它可以看成一台旋转电机按径向剖开，沿轴向卷曲而成。
目前的直线电机是将传统旋转电机的初级展开拉直，变初级的封闭磁场为开放磁场，而旋转电机的定子部分变为直线电机的初级，旋转电机的转子部分变为直线电机的次级，将初级固定，次级就能沿着行波磁场运动的方向做直线运动，目前电机在运行过程中，电机动子外壳由于时刻处于交变磁场中，在电机外壳部位感应出大量涡流，处于交变磁场中的涡流产生大量涡流阻力，严重降低了电机推力，基于目前使用的直线电机存在的上述缺陷，本发明提供了一种动子外壳开槽结构及磁轴式直线电机，对动子外壳进行改进，使电机的涡流阻力更小，电机推力更大。
发明内容
针对上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种具有开槽结构的动子外壳，包括动子外壳，所述的动子外壳用于为其它结构提供安装基础，动子外壳为方管状，采用四面开槽的形式，槽孔形状为平行四边形。
进一步的，所述的动子外壳的材料为非导磁金属材料。
进一步的，所述的磁轴套筒设置在动子外壳轴线方向的内部，所述的磁轴套筒的内部依次排列多组磁轴单元，所述的磁轴单元用于为直线电机内动子结构的滑动提供磁场。
进一步的，所述的磁轴单元包括一个磁钢和一个磁轭，所述的磁钢和磁轭在磁轴套筒的轴线方向上同轴设置，多个所述的磁轴单元中的磁钢和磁轭依次间隔设置，每两个相邻的磁轴单元的两个磁钢中相同的磁极相互靠近。
进一步的，所述的磁钢、磁轭设置为圆柱形状。
进一步的，所述的磁轭的轴向长度为磁钢轴向长度的2倍。
进一步的，所述的动子外壳轴向长度为3组磁轴单元在轴向方向的长度之和。
进一步的，动子外壳侧面上平行四边形槽孔的布置形式为，加工时，假设将未开槽的动子外壳沿一条棱边处断开并展开平铺，从上往下依次定义为A、B、C、D面，在所述的A面上，从左至右第一个完整平行四边形槽孔的对称中心，距离所在长方形面左侧短边为两个磁轭的轴向长度；以第一个平行四边形槽孔对称中心为原点，依次向左向右排列开槽。
进一步的，多个所述的平行四边形槽孔沿动子外壳轴向方向上的距离，为一个磁轴单元轴向方向上的长度。
进一步的，所述的动子外壳上的平行四边形槽孔在所在面上为通孔，平行四边形槽孔底长等于磁钢的轴向长度，槽孔上底与下底之间的高度为所在长方形面的短边的六分之一，平行四边形槽孔上底和下底与所在长方形面的长边平行，槽孔的上底与下底在磁轴套筒的轴向方向上相距一个磁轴单元的轴向长度，平行四边形槽孔的对称中心位于所在长方形面两条长边的对称线上。
进一步的，在所述的B面上，从左至右第一个完整平行四边形槽孔的对称中心，距离所在长方形面左侧短边为一个磁钢和磁轭的轴向长度之和；以第一个平行四边形槽孔对称中心为原点，依次向左向右排列开槽。
进一步的，在所述的C面上，从左至右第一个完整平行四边形槽孔的对称中心，距离所在长方形面左侧短边为一个磁轭的轴向长度；以第一个开槽平行四边形对称中心为原点，依次向左向右排列开槽。
进一步的，在所述的D面上，从左至右第一个完整平行四边形槽孔的对称中心，距离所在长方形面左侧短边为一个磁钢和磁轭的轴向长度之和；以第一个平行四边形槽孔对称中心为原点，依次向左向右排列开槽。
本发明与现有技术相比的有益效果是：本发明通过对电机动子外壳结构的改进，抵消了大部分电机运行过程中，处于交变磁场中的外壳的感应电动势，减少了电机运行过程中外壳感应出的涡流，降低了电机外壳的涡流阻力，提升了电机推力。
附图说明
图1为本发明一种开槽动子外壳结构的整体结构主视图。
图2为本发明一种开槽动子外壳结构的整体结构左视图。
图3为本发明动子外壳结构示意图。
图4为外壳沿轴向直角处断开并展开各面开槽的机构示意图（由上至下依次为A、B、C、D面）。
图5为磁轴剖开后的内部结构示意图。
图6为A面开槽所对应磁轴位置的结构示意图。
图7为B面开槽所对应磁轴位置的结构示意图。
图8为C面开槽所对应磁轴位置的结构示意图。
图9为使用不开槽动子外壳的直线电机涡流阻力曲线图。
图10为使用本发明开槽结构动子外壳的直线电机涡流阻力曲线图。
附图标记：1、动子外壳；2、磁轴套筒；3、磁钢；4、磁轭。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
实施例：如图1、图2、图4、图5所示，一种开槽动子外壳结构，包括动子外壳1，动子外壳1用于为其它结构提供安装基础，动子外壳1为方管状，采用四面开槽的形式，槽孔形状为平行四边形；动子外壳1的材料为非导磁金属材料，在本实例中动子外壳1设置为铝合金材质。
一种磁轴式直线电机，使用上述具有开槽结构的动子外壳，包括动子外壳1和磁轴套筒2，磁轴套筒2设置在动子外壳1轴线方向的内部，磁轴套筒2为中空结构，磁轴套筒2的内部依次排列多组磁轴单元，磁轴单元用于为直线电机内动子结构的滑动提供磁场。
磁轴单元包括一个磁钢3和一个磁轭4，磁钢3和磁轭4在磁轴套筒2的轴线方向上同轴设置，多个磁轴单元中的磁钢3和磁轭4依次间隔设置，每两个相邻的磁轴单元的两个磁钢3中相同的磁极相互靠近；多组磁轴单元用于为直线电机内动子的滑动提供磁场。
磁钢3、磁轭4设置为圆柱形状；磁轭4的轴向长度为磁钢3轴向长度的2倍，在本实例中，磁轭4轴向长度设置为40毫米，动子外壳1轴向长度为3组磁轴单元在轴向方向的长度之和。
如图3、图5所示，动子外壳1侧面上平行四边形槽孔的布置形式为，加工时，假设将未开槽的动子外壳1沿一条棱边处断开并展开平铺，从上往下依次定义为A、B、C、D面，在A面上，从左至右第一个完整平行四边形槽孔的对称中心，距离所在长方形面左侧短边为两个磁轭4的轴向长度；以第一个平行四边形槽孔对称中心为原点，依次向左向右排列开槽；多个平行四边形槽孔沿动子外壳1轴向方向上的距离，为一个磁轴单元轴向方向上的长度；动子外壳1上的平行四边形槽孔在所在面上为通孔，平行四边形槽孔底长等于磁钢3的轴向长度，槽孔上底与下底之间的高度为所在长方形面的短边的六分之一，平行四边形槽孔上底和下底与所在长方形面的长边平行，槽孔的上底与下底在磁轴套筒2的轴向方向上相距一个磁轴单元的轴向长度，平行四边形槽孔的对称中心位于所在长方形面两条长边的对称线上。
如图6所示，动子外壳A面开槽对应此时磁轴位置，在本实例中，从左向右第一个完整平行四边形对称中心距离外壳开槽所在面左侧80毫米。
在所述的B面上，从左至右第一个完整平行四边形槽孔的对称中心，距离所在长方形面左侧短边为一个磁钢3和磁轭4的轴向长度之和；以第一个平行四边形槽孔对称中心为原点，依次向左向右排列开槽。
如图7所示，动子外壳B面开槽对应此时磁轴位置，在本实例中，从左向右第一个完整平行四边形对称中心距离外壳开槽所在面左侧60毫米。
在所述的C面上，从左至右第一个完整平行四边形槽孔的对称中心，距离所在长方形面左侧短边为一个磁轭4的轴向长度；以第一个开槽平行四边形对称中心为原点，依次向左向右排列开槽。
如图8所示，动子外壳A面开槽对应此时磁轴位置，在本实例中，从左向右第一个完整平行四边形对称中心距离外壳开槽所在面左侧40毫米。
在所述的D面上，从左至右第一个完整平行四边形槽孔的对称中心，距离所在长方形面左侧短边为一个磁钢3和磁轭4的轴向长度之和；以第一个平行四边形槽孔对称中心为原点，依次向左向右排列开槽。
图9中不开槽动子外壳涡流阻力均值为11.9N，图10中开槽动子外壳涡流阻力均值为1.6N，通过图9、图10分析对比可知，本发明通过对动子外壳1四面开设平行四边形槽孔，消除了百分之九十左右的涡流阻力，提升了电机的推力。
本发明不局限上述具体实施方式，所属技术领域的技术人员从上述构思出发，不经过创造性的劳动，做出的种种变换，均落在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种具有开槽结构的动子外壳，其特征在于：包括动子外壳（1），所述的动子外壳（1）用于为其它结构提供安装基础，动子外壳（1）为方管状，采用四面开槽的形式，槽孔形状为平行四边形；
动子外壳（1）侧面上平行四边形槽孔的布置形式为，加工时，假设将未开槽的动子外壳（1）沿一条棱边处断开并展开平铺，从上往下依次定义为A、B、C、D面，在所述的A面上，从左至右第一个完整平行四边形槽孔的对称中心，距离所在长方形面左侧短边为两个磁轭（4）的轴向长度；以第一个平行四边形槽孔对称中心为原点，依次向左向右排列开槽，多个所述的平行四边形槽孔沿动子外壳（1）轴向方向上的距离，为一个磁轴单元轴向方向上的长度；
所述的动子外壳（1）上的平行四边形槽孔在所在面上为通孔，平行四边形槽孔底长等于磁钢（3）的轴向长度，槽孔上底与下底之间的高度为所在长方形面短边的六分之一，平行四边形槽孔上底和下底与所在长方形面的长边平行，槽孔的上底与下底在磁轴套筒（2）的轴向方向上相距一个磁轴单元的轴向长度，平行四边形槽孔的对称中心位于所在长方形面两条长边的对称线上；
在所述的B面上，从左至右第一个完整平行四边形槽孔的对称中心，距离所在长方形面左侧短边为一个磁钢（3）和磁轭（4）的轴向长度之和；以第一个平行四边形槽孔对称中心为原点，依次向左向右排列开槽；
在所述的C面上，从左至右第一个完整平行四边形槽孔的对称中心，距离所在长方形面左侧短边为一个磁轭（4）的轴向长度；以第一个开槽平行四边形对称中心为原点，依次向左向右排列开槽；
在所述的D面上，从左至右第一个完整平行四边形槽孔的对称中心，距离所在长方形面左侧短边为一个磁钢（3）和磁轭（4）的轴向长度之和；以第一个平行四边形槽孔对称中心为原点，依次向左向右排列开槽。
2.根据权利要求1所述的一种具有开槽结构的动子外壳，其特征在于：所述的动子外壳（1）的材料为非导磁金属材料。
3.一种磁轴式直线电机，使用如权利要求1所述的一种具有开槽结构的动子外壳，其特征在于：包括动子外壳（1）和磁轴套筒（2），所述的磁轴套筒（2）设置在动子外壳（1）轴线方向的内部，所述的磁轴套筒（2）的内部依次排列多组磁轴单元，所述的磁轴单元用于为直线电机内动子结构的滑动提供磁场。
4.根据权利要求3所述的一种磁轴式直线电机，其特征在于：所述的磁轴单元包括一个磁钢（3）和一个磁轭（4），所述的磁钢（3）和磁轭（4）在磁轴套筒（2）的轴线方向上同轴设置，多个所述的磁轴单元中的磁钢（3）和磁轭（4）依次间隔设置，每两个相邻的磁轴单元的两个磁钢（3）中相同的磁极相互靠近，所述的磁钢（3）、磁轭（4）设置为圆柱形状。
5.根据权利要求4所述的一种磁轴式直线电机，其特征在于：所述的磁轭（4）的轴向长度为磁钢（3）轴向长度的2倍，所述的动子外壳（1）轴向长度为3组磁轴单元在轴向方向的长度之和。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311823950.XA CN117477891B (zh) | 2023-12-28 | 2023-12-28 | 一种具有开槽结构的动子外壳及磁轴式直线电机 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311823950.XA CN117477891B (zh) | 2023-12-28 | 2023-12-28 | 一种具有开槽结构的动子外壳及磁轴式直线电机 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN117477891A CN117477891A (zh) | 2024-01-30 |
| CN117477891B true CN117477891B (zh) | 2024-03-05 |
Family
ID=89631577
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202311823950.XA Active CN117477891B (zh) | 2023-12-28 | 2023-12-28 | 一种具有开槽结构的动子外壳及磁轴式直线电机 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN117477891B (zh) |
Citations (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20060091114A (ko) * | 2005-02-14 | 2006-08-18 | 삼성전자주식회사 | 브러시리스 모터 |
| CN203206020U (zh) * | 2012-05-10 | 2013-09-18 | 珠海格力节能环保制冷技术研究中心有限公司 | 直线电机动子及直线电机 |
| CN203708062U (zh) * | 2014-01-23 | 2014-07-09 | 中国电子科技集团公司第十六研究所 | 斯特林制冷机用动磁式直线电机 |
| CN105337472A (zh) * | 2014-08-11 | 2016-02-17 | 徐建宁 | 可折叠直线电机 |
| CN107317455A (zh) * | 2017-07-13 | 2017-11-03 | 吴德林 | 一种轴式直线电机的大长径比磁轴结构 |
| EP3322075A1 (en) * | 2016-11-11 | 2018-05-16 | Agie Charmilles SA | Linear shaft motor |
| CN111064341A (zh) * | 2020-01-15 | 2020-04-24 | 哈尔滨工程大学 | 一种六单元永磁直线电机 |
| CN215733982U (zh) * | 2021-07-23 | 2022-02-01 | 广东木几智能装备有限公司 | 一种易于集成安装的管状直线电机 |
| CN114944740A (zh) * | 2022-05-20 | 2022-08-26 | 辽宁工程技术大学 | 一种多磁路动磁式直线振荡电机 |
| CN116317234A (zh) * | 2023-05-22 | 2023-06-23 | 秦皇岛达则机电设备有限公司 | 一种抛物线磁轭定子结构及磁轴式直线电机 |
| CN116526736A (zh) * | 2023-03-01 | 2023-08-01 | 郑州轻工业大学 | 一种利用漏磁通增强电机散热性能的冷却装置及电机 |
| CN116545210A (zh) * | 2023-05-30 | 2023-08-04 | 湖南凌翔磁浮科技有限责任公司 | 一种圆筒型永磁直线同步电机 |
| CN117294102A (zh) * | 2023-10-10 | 2023-12-26 | 大连佳峰自动化股份有限公司 | 一种薄型直线电机动子壳体、动子及其制造方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2016025975A1 (en) * | 2014-08-22 | 2016-02-25 | Anca Pty Ltd | Linear motor |
-
2023
- 2023-12-28 CN CN202311823950.XA patent/CN117477891B/zh active Active
Patent Citations (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20060091114A (ko) * | 2005-02-14 | 2006-08-18 | 삼성전자주식회사 | 브러시리스 모터 |
| CN203206020U (zh) * | 2012-05-10 | 2013-09-18 | 珠海格力节能环保制冷技术研究中心有限公司 | 直线电机动子及直线电机 |
| CN203708062U (zh) * | 2014-01-23 | 2014-07-09 | 中国电子科技集团公司第十六研究所 | 斯特林制冷机用动磁式直线电机 |
| CN105337472A (zh) * | 2014-08-11 | 2016-02-17 | 徐建宁 | 可折叠直线电机 |
| EP3322075A1 (en) * | 2016-11-11 | 2018-05-16 | Agie Charmilles SA | Linear shaft motor |
| CN107317455A (zh) * | 2017-07-13 | 2017-11-03 | 吴德林 | 一种轴式直线电机的大长径比磁轴结构 |
| CN111064341A (zh) * | 2020-01-15 | 2020-04-24 | 哈尔滨工程大学 | 一种六单元永磁直线电机 |
| CN215733982U (zh) * | 2021-07-23 | 2022-02-01 | 广东木几智能装备有限公司 | 一种易于集成安装的管状直线电机 |
| CN114944740A (zh) * | 2022-05-20 | 2022-08-26 | 辽宁工程技术大学 | 一种多磁路动磁式直线振荡电机 |
| CN116526736A (zh) * | 2023-03-01 | 2023-08-01 | 郑州轻工业大学 | 一种利用漏磁通增强电机散热性能的冷却装置及电机 |
| CN116317234A (zh) * | 2023-05-22 | 2023-06-23 | 秦皇岛达则机电设备有限公司 | 一种抛物线磁轭定子结构及磁轴式直线电机 |
| CN116545210A (zh) * | 2023-05-30 | 2023-08-04 | 湖南凌翔磁浮科技有限责任公司 | 一种圆筒型永磁直线同步电机 |
| CN117294102A (zh) * | 2023-10-10 | 2023-12-26 | 大连佳峰自动化股份有限公司 | 一种薄型直线电机动子壳体、动子及其制造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN117477891A (zh) | 2024-01-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Hayashi et al. | Efficiency improvements of switched reluctance motors with high-quality iron steel and enhanced conductor slot fill | |
| US9543064B2 (en) | Electric machine having a low-mass design in magnetically active parts | |
| KR20180002291A (ko) | 마그넷 발전기 | |
| CN117477891B (zh) | 一种具有开槽结构的动子外壳及磁轴式直线电机 | |
| Almoraya et al. | A new configuration of a consequent pole linear vernier hybrid machine with V-shape magnets | |
| TW201025792A (en) | High efficient power generating module | |
| Raihan et al. | An E-core linear veriner hybrid permanent magnet machine with segmented translator for direct drive wave energy converter | |
| CN113141097A (zh) | 一种磁场调制混合励磁横向磁通直线发电机 | |
| CN112953060A (zh) | 一种径向-轴向复合磁通的外转子永磁同步电机 | |
| CN103368292A (zh) | 一种新型永磁电机的转子冲片结构 | |
| CN112600385A (zh) | 一种定子永磁型动铁芯式直线振荡电机 | |
| CN108768008B (zh) | 一种开关磁链永磁电机 | |
| CN103780040A (zh) | 外转子磁桥式横向磁通永磁同步电机 | |
| CN202111543U (zh) | 三相无刷交流发电机凸极式转子铁芯 | |
| US20140145537A1 (en) | Electric motor having an approximated ellipsoid shaped rotor | |
| RU2385525C1 (ru) | Коллекторная электрическая машина постоянного тока с полюсным якорем | |
| CN208285088U (zh) | 一种非重叠绕组齿槽型双转子永磁同步电机 | |
| KR101842827B1 (ko) | 이중 고정자 Axial Field형 스위치드 릴럭턴스 전동기 | |
| CN111293803A (zh) | 转子冲片、转子、电机和模具 | |
| Liu et al. | Optimal design of a Halbach magnetized permanent magnet motor applied in electrical marine propulsion system | |
| CN219351375U (zh) | 一体化飞轮转子结构 | |
| US20230023710A1 (en) | Synchronous reluctance machine having a variable air gap | |
| CN218276221U (zh) | 具有自启动能力的永磁同步电机 | |
| CN215870948U (zh) | 一种分段错极的转子冲片结构 | |
| CN212627341U (zh) | 一种非晶合金高速电机 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |