CN1284293C - 永磁磁阻式直线电机 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种永磁磁阻式直线电机。它由导磁轭、永磁体、动子铁心、隔磁板、定子铁心和安装在定子铁心上的绕组组成，永磁体沿电机的运动方向呈一字形排成左右两排，左排永磁体设置在左动子铁心和导磁轭之间，右排永磁体设置在右动子铁心和导磁轭之间，隔磁板设置在左动子铁心和左排永磁体与右动子铁心和右排永磁体之间；该电机为单边结构，定子铁心与左动子铁心和右动子铁心相对，并形成气隙；永磁体的充磁方向与气隙垂直，每排永磁体的充磁方向相同，左右两排永磁体的充磁方向相反。它解决了现有的永磁磁阻式直线电机由于磁场分布不均匀，而限制了铁心叠片长度的选择和材料的利用率，使电机的输出推力降低的问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种永磁磁阻式直线电机。
背景技术
传统的混合式直线步进电机的结构如图7所示，由轴向充磁永磁体磁势和环形励磁线圈磁势构成轴径向混合磁路而工作。由于铁心叠片间隙的影响，使永磁体产生的轴向磁场沿轴向分布很不均匀，离永磁体越远的地方磁场越弱，这样就限制了铁心叠片长度的选择和材料的利用率，使电机的性能受到影响，降低了电机的输出推力。
发明内容
为解决现有的永磁磁阻式直线电机由于磁场分布不均匀，而限制了铁心叠片长度的选择和材料的利用率，使电机的输出推力降低的问题，本发明提供一种新型的永磁磁阻式直线电机。本发明的永磁磁阻式直线电机由导磁轭1、永磁体2、动子铁心3、隔磁板4、定子铁心6和安装在定子铁心6上的绕组5组成，永磁体2沿电机的运动方向呈一字形排成左右两排，左排永磁体2a设置在左动子铁心3a和导磁轭1之间，右排永磁体2b设置在右动子铁心3b和导磁轭1之间，隔磁板4设置在左动子铁心3a和左排永磁体2a与右动子铁心3b和右排永磁体2b之间；该电机为单边结构，定子铁心6与左动子铁心3a和右动子铁心3b相对，并形成第一气隙10；永磁体2的充磁方向与第一气隙10垂直，每排永磁体2的充磁方向相同，左排永磁体2a与右排永磁体2b的充磁方向相反。本发明的永磁磁阻式直线电机由导磁轭1、永磁体2、动子铁心3、隔磁板4、绕组5、定子铁心6构成。电机既可以为单边结构，也可以为双边结构。当电机为单边结构时，左排永磁体2a与右排永磁体2b配置在导磁轭1和动子铁心3之间，左排永磁体2a与右排永磁体2b之间有非导磁的隔磁板4，左排永磁体2a与右排永磁体2b所面对的左动子铁心3a与右动子铁心3b在面向气隙的平面上，开有与运动方向相垂直的第一齿槽3e，左动子铁心3a与右动子铁心3b沿运动方向错开半个齿距，第一气隙10的下面为定子铁心6，在定子铁心6的大极上绕有绕组5，在定子铁心6的面向第一气隙10的平面上开有齿槽。当电机为双边结构时，动子装在上定子铁心和下定子铁心之间，上定子铁心和下定子铁心的大极上分别绕有上定子绕组和下定子绕组，上定子铁心与动子铁心之间为第二气隙11，下定子铁心与动子铁心之间为第一气隙10，在左上动子铁心3c、右上动子铁心3d与左动子铁心3a、右动子铁心3b之间配置左排永磁体2a与右排永磁体2b，左排永磁体2a与右排永磁体2b之间有非导磁的隔磁板4，第二气隙11和第一气隙10所面对铁心的平面上均开有与运动方向相垂直的第二齿槽3f和第一齿槽3e，左上动子铁心3c与右上动子铁心3d沿运动方向错开半个齿距，左动子铁心3a与右动子铁心3b沿运动方向错开半个齿距。定子铁心相邻相的齿槽6-1相差m分之一齿距，m为电机相数，如图2，A相和B相齿槽6-1相互错开m分之一齿距。左排永磁体2a与右排永磁体2b为平板形，平行充磁。左排永磁体2a的上面均为S极(或N极)，下面均为N极(或S极)，而右排永磁体2b的上面均为N极(或S极)，下面均为S极(或N极)。本发明的直线电机采用平板形结构，将动子励磁用永磁体2平行充磁，使动子铁心3内的永磁体2产生的励磁磁场分布趋于均匀，提高了电机的性能体积比和性能重量比。
附图说明
图1是具体实施方式一的结构示意图，图2是图1的A-A剖视图，图3是图1的B-B剖视图，图4是具体实施方式二的结构示意图，图5是图4的C-C剖视图，图6是图4的D-D剖视图，图7是现有的直线步进电机的结构示意图。
具体实施方式
具体实施方式一：本实施方式由导磁轭1、永磁体2、动子铁心3、隔磁板4、定子铁心6和安装在定子铁心6上的绕组5组成，永磁体2沿电机的运动方向呈一字形排成左右两排，两排永磁体2相互一一对正，左排永磁体2a设置在左动子铁心3a和导磁轭1之间，右排永磁体2b设置在右动子铁心3b和导磁轭1之间，隔磁板4设置在左动子铁心3a和左排永磁体2a与右动子铁心3b和右排永磁体2b之间；该电机为单边结构，定子铁心6与左动子铁心3a和右动子铁心3b相对，并形成第一气隙10；永磁体2的充磁方向与第一气隙10垂直，每排永磁体2的充磁方向相同，左排永磁体2a与右排永磁体2b的充磁方向相反。左排永磁体2a与右排永磁体2b所面对的左动子铁心3a与右动子铁心3b在面向第一气隙10的平面上，开有与运动方向相垂直的第一齿槽3e，左动子铁心3a与右动子铁心3b的第一齿槽3e沿运动方向错开半个齿距，第一气隙10的下面为定子铁心6，在定子铁心6的大极上绕有绕组5，在定子铁心6的面向第一气隙10的平面上开有齿槽。上述两排永磁体2均为平板形，导磁轭1为导磁材料。
具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是，将该电机改为双边结构，用左上动子铁心3d和右上动子铁心3c代替导磁轭1，隔磁板4的上部设置在左上动子铁心3d和右上动子铁心3c之间，在与左上动子铁心3d和右上动子铁心3c相对的位置处还设有上定子铁心8和安装在其上的上绕组7，上定子铁心8与左上动子铁心3d和右上动子铁心3c之间形成第二气隙11。第一气隙10和第二气隙11所面对动子铁心的平面上均开有与运动方向相垂直的第二齿槽3f和第一齿槽3e，右上动子铁心3c与左上动子铁心3d上的第二齿槽3f沿运动方向错开半个齿距，左动子铁心3a与右动子铁心3b上的第一齿槽3e沿运动方向错开半个齿距。该结构可以提高电机的输出推力，消除单边磁拉力造成的不良影响。
Claims (9)
1、永磁磁阻式直线电机，它由导磁轭(1)、永磁体(2)、动子铁心(3)、隔磁板(4)、定子铁心(6)和安装在定子铁心(6)上的绕组(5)组成，其特征在于永磁体(2)沿电机的运动方向呈一字形排成左、右两排，左排永磁体(2a)设置在左动子铁心(3a)和导磁轭(1)之间，右排永磁体(2b)设置在右动子铁心(3b)和导磁轭(1)之间，隔磁板(4)设置在左动子铁心(3a)和左排永磁体(2a)与右动子铁心(3b)和右排永磁体(2b)之间；该电机为单边结构，定子铁心(6)与左动子铁心(3a)和右动子铁心(3b)相对，并形成第一气隙(10)；永磁体(2)的充磁方向与第一气隙(10)垂直，每排永磁体(2)的充磁方向相同，左排永磁体(2a)与右排永磁体(2b)的充磁方向相反。
2、根据权利要求1所述的永磁磁阻式直线电机，其特征在于左排永磁体(2a)与右排永磁体(2b)所面对的左动子铁心(3a)与右动子铁心(3b)在面向第一气隙(10)的平面上，开有与运动方向相垂直的第一齿槽(3e)，左动子铁心(3a)与右动子铁心(3b)上的第一齿槽(3e)沿运动方向错开半个齿距。
3、根据权利要求1所述的永磁磁阻式直线电机，其特征在于左排永磁体(2a)和右排永磁体(2b)均为平板形。
4、根据权利要求1所述的永磁磁阻式直线电机，其特征在于定子铁心相邻相的齿槽(6-1)相差m分之一齿距，m为电机相数。
5、根据权利要求1所述的永磁磁阻式直线电机，其特征在于将该电机改为双边结构，用左上动子铁心(3d)和右上动子铁心(3c)代替导磁轭(1)，隔磁板(4)的上部设置在左上动子铁心(3d)和右上动子铁心(3c)之间，在与左上动子铁心(3d)和右上动子铁心(3c)相对的位置处还设有上定子铁心(8)和安装在其上的上绕组(7)，上定子铁心(8)与左上动子铁心(3d)和右上动子铁心(3c)之间形成第二气隙(11)。
6、根据权利要求5所述的永磁磁阻式直线电机，其特征在于左排永磁体(2a)与右排永磁体(2b)所面对的左动子铁心(3a)与右动子铁心(3b)在面向第一气隙(10)的平面上，开有与运动方向相垂直的第一齿槽(3e)，左动子铁心(3a)与右动子铁心(3b)上的第一齿槽(3e)沿运动方向错开半个齿距。
7、根据权利要求6所述的永磁磁阻式直线电机，其特征在于第二气隙(11)所面对的右上动子铁心(3c)与左上动子铁心(3d)的平面上，开有与运动方向相垂直的第二齿槽(3f)，右上动子铁心(3c)与左上动子铁心(3d)上的第二齿槽(3f)沿运动方向错开半个齿距。
8、根据权利要求5所述的永磁磁阻式直线电机，其特征在于左排永磁体(2a)和右排永磁体(2b)均为平板形。
9、根据权利要求5所述的永磁磁阻式直线电机，其特征在于定子铁心相邻相的齿槽(6-1)相差m分之一齿距，m为电机相数。
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