CN1655429B - 一种直线电机 - Google Patents
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Abstract
一种直线电机，属于直线电机领域，用于永磁直线电机制造及其伺服控制。本发明目的在于有效消弱直线电机齿槽磁阻效应，减轻直线电机在运行过程中的推力波动。本发明由定子和动子组成，定子包括磁钢、直线导轨、底座，磁钢分为两排并行排列，并行排列的相邻磁钢相互错位1个齿槽宽度；动子包括动子铁芯、线圈绕组及齿槽、滑台台面，定子与底座连为一体，并与直线导轨所支撑的动子之间存在气隙，以使动子能够沿直线导轨运动。本发明可以保证在电机的控制过程中直线电机的高速稳定运行，从很大程度上解决了长期以来困扰直线电机控制技术发展的难题，极大地促进了该类直线电机的实际应用。
Description
技术领域
本发明属于直线电机领域，具体应用于永磁直线电机制造及其伺服控制。
背景技术
随着精密制造技术和数控技术的发展，高速、高效、高精度成为当前数控机床的发展方向，长行程永磁式直线电机由于其大行程、高精度、高加速度和大推力等优点，在高精密加工中占有独特的地位。传统的永磁同步旋转电机及直线电机的磁钢分布中磁钢只有一排，见叶云岳《直线电机原理及应用》Page6～7，机械工业出版社，在控制过程中存在齿槽磁阻效应，降低了电机运行的平稳性，严重影响了该类直线电机的控制性能。
发明内容
本发明提出一种直线电机，优化直线电机定子结构以有效消弱直线电机齿槽磁阻效应，减轻直线电机在运行过程中的推力波动。
本发明的一种直线电机，由定子和动子组成，其中定子包括磁钢、直线导轨、底座，动子包括动子铁芯、线圈绕组及齿槽、滑台台面，定子的磁钢、直线导轨与底座连为一体，并与直线导轨所支撑的动子之间存在气隙，以使动子能够沿直线导轨运动；其特征为：所述定子中的磁钢分为两排并行排列，并行排列的相邻磁钢相互错位1个齿槽宽度。
所述的一种直线电机，其特征为：所述定子中单个磁钢的纵剖面的上边缘呈弧形。
所述的一种直线电机，其进一步特征为：所述定子中单个磁钢的纵剖面的上边缘弧形为圆弧，圆弧的半径为26mm±1.5mm。
本发明从直线电机定子结构优化出发把磁钢分为两排，两排磁钢错位分布，以削弱端部效应和磁阻效应的影响，并减轻边端效应引起的推力不稳定问题，同时对磁钢的外形结构进行了优化，具有高性能的正弦波气隙磁场；可以有效消弱直线电机齿槽磁阻效应，减轻直线电机在运行过程中的推力波动，保证在电机的控制过程中直线电机的高速稳定运行，体现了高速、高加速度、高精度和高动态特性。从很大程度上解决了长期以来困扰直线电机控制技术发展的难题，极大地促进了该类直线电机的实际应用。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为图1中A-A剖面图；
图3为定子磁钢的排列图；
图4为单个磁钢的剖面图，即图3单个定子磁钢的B-B剖面图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施状态进一步说明。
如图1和图2所示，其中动子包括：动子铁芯1、线圈绕组及齿槽2、滑台台面7；定子包括：磁钢3、直线导轨4、底座5；动子和定子之间存在着气隙6.
如图3所示直线电机定子采用了错位分布的磁钢，图中磁钢3，磁钢间隙8，磁钢分为两排，并列两排的磁钢相互错位1个齿槽宽度。从而可以减小磁场的突变，以削弱磁阻效应的影响，减轻电机在运动过程中的推力不稳定问题。经过优化设计的磁钢横截面上部呈弧形，以使定子和动子之间的气隙磁场呈正弦分布，从而削弱磁阻效应的影响，提高电机电磁耦合的性能。
作为一个实施例，该直线电机的定子的总体长度为500mm；磁钢分两排，每排23块磁钢；永磁磁钢采用高性能永磁材料钕铁硼，图4为定子中单个磁钢的剖面图，磁钢横截面上部圆弧的半径为26mm±1.5mm；直线电机的机座选用45号钢，与永磁磁钢构成回路；导轨型号为SBG20SL。
Claims (3)
1.一种直线电机，由定子和动子组成，其中定子包括磁钢、直线导轨、底座，动子包括动子铁芯、线圈绕组及齿槽、滑台台面，定子的磁钢、直线导轨与底座连为一体，并与直线导轨所支撑的动子之间存在气隙，以使动子能够沿直线导轨运动；其特征为：所述定子中的磁钢分为两排并行排列，并行排列的相邻磁钢相互错位1个齿槽宽度。
2.如权利要求1所述的一种直线电机，其特征为：所述定子中单个磁钢的纵剖面的上边缘呈弧形。
3.如权利要求1或2所述的一种直线电机，其特征为：所述定子中单个磁钢的纵剖面的上边缘弧形为圆弧，圆弧的半径为26mm±1.5mm。
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