CN209516895U - 推力波动低的直线电机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及直线电机推力波动的技术领域，公开了推力波动低的直线电机，包括沿横向延伸布置的定子结构以及处于定子结构上方的动子结构；定子结构包括磁轭体以及多个永磁体，各个永磁体排列平铺在磁轭体上，沿横向方向，各个永磁体相对磁轭体呈倾斜布置。通电时，动子结构与定子结构相互作用产生电磁推力，从而驱动动子结构沿横向相对定子往复移动，由于各个永磁体呈倾斜布置，在动子结构移动过程中，有助于降低推力波动，提高精度，满足高精度场合直线电机的应用，并且，动子结构往复移动均可受到永磁体倾斜布置的影响，动子结构往复移动均可降低推力波动，便于高精度场合直线电机的应用。

Description

推力波动低的直线电机

技术领域

本实用新型专利涉及直线电机推力波动的技术领域，具体而言，涉及推力波动低的直线电机。

背景技术

在制造装配业中，由直线电机构成的直驱技术具有高速、高精、免维护等优点，已得到广泛应用。

目前，直线电机的动子结构与定子结构的轨道平行，这样，使用时的齿槽力较高，导致推力波动大，影响精度，降低了电机的伺服性能。

然而，在更精密应用场合，对直线电机有更高的要求，现有直线电机的推力波动较大，无法满足应用需求。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供推力波动低的直线电机，旨在解决现有技术中，直线电机的推力波动过大的问题。

本实用新型是这样实现的，推力波动低的直线电机，包括沿横向延伸布置的定子结构以及处于所述定子结构上方的动子结构；所述定子结构包括磁轭体以及多个永磁体，各个所述永磁体排列平铺在所述磁轭体上，沿横向方向，各个所述永磁体相对所述磁轭体呈倾斜布置。

进一步的，所述磁轭体呈矩形布置，沿所述磁轭体的长度方向，各个所述永磁体排列布置；所述永磁体沿所述磁轭体的宽度方向，所述磁轭体包括宽度边，所述永磁体相对所述宽度边呈倾斜布置。

进一步的，所述永磁体包括两个呈长条状的磁体，所述磁体沿所述磁轭体的宽度方向延伸布置，沿所述磁轭体的宽度方向，两个所述磁体对接布置；所述磁体相对所述宽度边呈倾斜布置。

进一步的，所述磁轭体具有朝向所述永磁体的上端面，所述磁轭体的上端面设有多组弧形组，各个所述弧形组与各个所述永磁体呈一一对应布置；所述弧形组包括两个弧形槽，所述永磁体设有两个嵌入块，当所述永磁体平铺固定在所述磁轭体时，所述嵌入块活动嵌入所述弧形槽。

进一步的，其一所述弧形槽沿背离另一所述弧形槽方向呈拱起布置。

进一步的，所述磁轭体具有背离所述永磁体的下端面，所述磁轭体的下端面设有旋拧件，所述旋拧件贯穿所述磁轭体的下端面嵌入所述嵌入块；当旋紧所述旋拧件，所述永磁体与所述磁轭体呈固定布置，当旋松所述旋拧件，调整所述永磁体的倾斜角度。

进一步的，所述磁轭体的内部设有固定条，所述固定条沿横向延伸布置，各个所述永磁体分别与所述固定条呈固定布置。

进一步的，所述动子结构包括动子壳以及多个固定所述动子壳的线圈，各个所述线圈沿横向排列布置；所述动子壳包括两个可水平摆动的摆动块以及两个调节件，各个线圈处于两个所述摆动块之间；所述动子壳具有背离所述定子结构的上端面，所述调节件贯穿所述动子壳的上端面连接所述摆动块，当所述调节件旋紧时，所述摆动块呈固定布置，当所述调节件旋松时，所述摆动块呈活动布置。

进一步的，所述动子壳包括多个动子齿，所述线圈圆周缠绕所述动子齿，各个所述动子齿处于两个所述摆动块之间；所述动子齿具有朝向所述永磁体的底端面，所述摆动块具有朝向所述永磁体的下端面，沿横向方向，所述动子齿的底端面与所述摆动块的下端面呈平齐布置。

进一步的，所述动子壳包括沿横向方向延伸布置的固定板，两个所述摆动块分别置于所述固定板的两端，所述调节件贯穿所述固定板连接所述摆动件。

与现有技术相比，本实用新型提供的推力波动低的直线电机，通电时，动子结构与定子结构相互作用产生电磁推力，从而驱动动子结构沿横向相对定子往复移动，由于各个永磁体呈倾斜布置，在动子结构移动过程中，有助于降低推力波动，提高精度，满足高精度场合直线电机的应用，并且，动子结构往复移动均可受到永磁体倾斜布置的影响，动子结构往复移动均可降低推力波动，便于高精度场合直线电机的应用。

附图说明

图1是本实用新型提供的推力波动低的直线电机的分解示意图；

图2是本实用新型提供的推力波动低的直线电机的定子结构的俯视示意图；

图3是本实用新型提供的推力波动低的直线电机的动子结构的分解示意图；

图4是本实用新型提供的推力波动低的直线电机的动子结构的分解示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

以下结合具体实施例对本实用新型的实现进行详细的描述。

本实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本实用新型的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

参照图1-4所示，为本实用新型提供的较佳实施例。

本实用新型提供的推力波动低的直线电机，用于解决直线电机的推力波动过大的问题。

推力波动低的直线电机，包括定子结构10以及动子结构20，定子结构10沿横向延伸布置，动子结构20处于定子结构10的上方；定子结构10包括磁轭体11以及多个永磁体12，各个永磁体12排列平铺在磁轭体11上，沿横向方向，各个永磁体12呈倾斜布置。

上述的推力波动低的直线电机，通电时，动子结构20与定子结构10相互作用产生电磁推力，从而驱动动子结构20沿横向相对定子往复移动，由于各个永磁体12呈倾斜布置，在动子结构20移动过程中，有助于降低推力波动，提高精度，满足高精度场合直线电机的应用，并且，动子结构20往复移动均可受到永磁体12倾斜布置的影响，动子结构20往复移动均可降低推力波动，便于高精度场合直线电机的应用。

直线电机的工作原理：以直线感应电机为例，当初级绕组通入交流电源时，便在气隙中产生行波磁场，次级在行波磁场切割下，将感应出电动势并产生电流，该电流与气隙中的磁场相作用就产生电磁推力；如果初级固定，则次级在推力作用下做直线运动；反之，则初级做直线运动；直线电机的驱动控制技术一个直线电机应用系统不仅要有性能良好的直线电机，还必须具有能在安全可靠的条件下实现技术与经济要求的控制系统；随着自动控制技术与微计算机技术的发展，直线电机的控制方法越来越多。

线圈23的个数为三个或三的倍数，三相电机，线圈23这样设置，使直线电机的平衡更佳，保证直线电机的工作。

永磁体12在磁轭体11上做倾斜布置，这样设置的好处在于，最大限度的利用磁轭体11的空间，便于磁轭体11的设置。

根据需要，对永磁体12的倾斜角度进行增加或减少，但永磁体12不超出磁轭体11，这样能最大限度降低齿槽力，可降低推力波动，便于高精度场合直线电机的应用。

磁轭体11呈矩形布置，沿磁轭体11的长度方向，各个永磁体12排列布置；永磁体12沿磁轭体11的宽度方向，磁轭体11包括宽度边111，永磁体12相对宽度边111呈倾斜布置；便于各个永磁体12的布置，且有效降低推力波动，便于高精度场合直线电机的应用。

磁轭体11具有长度边，长度边与宽度边111的夹角为90度，不做倾斜，这样，便于磁轭体11的加工，提高生产效率。

永磁体12包括两个磁体121，磁体121呈长条状布置，磁体121沿磁轭体11的宽度方向延伸布置，沿磁轭体11的宽度方向，两个磁体121对接布置；磁体121相对宽度边111呈倾斜布置；有效防止永磁体12过长，使用容易裂开，影响使用寿命，且永磁体12过长不便于加工，也不利于生产；另外，磁体121这样设置有助于降低推力波动，提高精度，满足高精度场合直线电机的应用。

磁轭体11具有朝向永磁体12的上端面，磁轭体11的上端面设有多组弧形组，各个弧形组与各个永磁体12呈一一对应布置；弧形组包括两个弧形槽13，永磁体12设有两个嵌入块，当永磁体12平铺固定在磁轭体11时，嵌入块活动嵌入弧形槽13；在弧形槽13的作用下，实现永磁体12相对宽度边111的角度进行调节。

推力波动低的直线电机包括有线元分析模块，根据永磁体12相对磁轭体11的倾斜角度，分析电机的推力波动；这样，直线电机在制造前，根据应用需求，按照线元分析模块分析数据进行相应的产品制造。

其一弧形槽13沿背离另一弧形槽13方向呈拱起布置，降低嵌入块移动的阻力，便于永磁体12的角度调节。

另外，当嵌入块处于弧形槽13的两端时，弧形槽13起到限位作用，增强永磁体12角度的设置稳固性；且此时，永磁体12降低推力波动的效果最佳。

磁轭体11具有背离永磁体12的下端面，磁轭体11的下端面设有旋拧件14，旋拧件14贯穿磁轭体11的下端面嵌入嵌入块；当旋紧旋拧件14，永磁体12与磁轭体11呈固定布置，当旋松旋拧件14，调整永磁体12的倾斜角度；实现永磁体12角度调节以及永磁体12的固定；另外，在旋拧件14的固定作用下，保证直线电机的正常使用。

磁轭体11的内部设有固定条15，固定条15沿横向延伸布置，各个永磁体12分别与所述固定条15呈固定布置；这样，在固定条15的作用下，同步对各个永磁体12的角度进行调节，便于各个永磁体12的角度调节，满足不同推力波动的应用。

动子结构20包括动子壳以及多个固定动子壳的线圈23，各个线圈23沿横向排列布置；动子壳包括两个可水平摆动的摆动块21以及两个调节件24，各个线圈23处于两个摆动块21之间；动子壳具有背离定子结构10的上端面，调节件24贯穿动子壳的上端面连接摆动块21，当调节件24旋紧时，摆动块21呈固定布置，当调节件24旋松时，摆动块21呈活动布置；通过摆动块21的调节，实现摆动块21与永磁体12的相对角度进行调节，降低直线电机的推力波动。

摆动块21具有水平面211，水平面211朝向永磁体12，且与永磁体12呈上下正对布置；水平面211两端具有水平边，永磁体12与水平边呈倾斜布置；通过调节摆动块21，实现水平边与永磁体12的角度调节，满足直线电机不同推力波动的应用。

根据有线元分析模块模拟摆动块21的调节角度，实现直线电机具备最低的推力波动，保证直线电机的实用性。

有限元分析，利用数学近似的方法对真实物理系统进行模拟。利用简单而又相互作用的元素，就可以用有限数量的未知量去逼近无限未知量的真实系统。

动子壳包括多个动子齿22，线圈23圆周缠绕动子齿22，各个动子齿22处于两个摆动块21之间；动子齿22具有朝向永磁体12的底端面，摆动块21具有朝向永磁体12的下端面，沿横向方向，动子齿22的底端面与摆动块21的下端面呈平齐布置；这样，缠绕在动子齿22上的线圈23通电产生的磁场能有效覆盖永磁体12，保证永磁体12与动子齿22的相互作用产生足够的电磁推力。

动子壳包括沿横向方向延伸布置的固定板，两个摆动块21分别置于固定板的两端，调节件24贯穿固定板连接摆动件；通过调节件24，实现摆动件与固定板的相对固定，以及摆动件与固定板的相对活动。

动子壳具有朝向永磁体12的下端面，动子壳的下端面朝上凹陷形成安装槽，各个动子齿22沿横向排列布置安装槽；动子齿22的下端面与动子壳的下端面沿水平呈平齐布置；便于各个动子齿22的设置，同时，在安装槽的作用下，使电磁推力更加集中，提高电机的推力密度。

安装槽包括槽壁，动子齿22与槽壁呈平行布置；相邻动子齿22之间以及动子齿22与槽壁之间分别形成间距槽，动子壳具有覆盖定子的覆盖范围，覆盖范围覆盖的永磁体个数与间距槽比例为4:3；这样，有助于提高电机的过载能力，同时，增大推力密度。

安装槽包括呈水平布置的底壁，底壁的两端分别连接有槽壁；底壁设有多组限位组，限位组包括两个间隔布置的限位块，动子齿22处于两个限位块之间；呈缠绕状的线圈23的两端分别抵触两个限位块；有效对线圈23的缠绕范围进行限制，便于线圈23的设置。

再者，两个限位块的距离大于第二横向宽度，保证限位块所产生磁场全面覆盖定子，保证永磁体12与动子齿22的相互作用产生足够的电磁推力，降低磁场损失，提高使用效率。

限位块具有朝向线圈23的内端面，沿背离线圈23方向，内端面呈拱起弧形布置；提高限位块与线圈23的配合，同时，降低限位块对线圈23的损坏，提高线圈23的使用寿命。

沿横向方向，动子齿22具有第一横向宽度；沿横向方向，永磁体12具有第二横向宽度；第一横向宽度大于第二横向宽度；这样，线圈23缠绕的宽度大于第二横向宽度，保证永磁体12全面受到线圈23产生磁力作用，增大电机的推力密度。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.推力波动低的直线电机，其特征在于，包括沿横向延伸布置的定子结构以及处于所述定子结构上方的动子结构；所述定子结构包括磁轭体以及多个永磁体，各个所述永磁体排列平铺在所述磁轭体上，沿横向方向，各个所述永磁体相对所述磁轭体呈倾斜布置。

2.如权利要求1所述的推力波动低的直线电机，其特征在于，所述磁轭体呈矩形布置，沿所述磁轭体的长度方向，各个所述永磁体排列布置；所述永磁体沿所述磁轭体的宽度方向，所述磁轭体包括宽度边，所述永磁体相对所述宽度边呈倾斜布置。

3.如权利要求2所述的推力波动低的直线电机，其特征在于，所述永磁体包括两个呈长条状的磁体，所述磁体沿所述磁轭体的宽度方向延伸布置，沿所述磁轭体的宽度方向，两个所述磁体对接布置；所述磁体相对所述宽度边呈倾斜布置。

4.如权利要求1-3任意一项所述的推力波动低的直线电机，其特征在于，所述磁轭体具有朝向所述永磁体的上端面，所述磁轭体的上端面设有多组弧形组，各个所述弧形组与各个所述永磁体呈一一对应布置；所述弧形组包括两个弧形槽，所述永磁体设有两个嵌入块，当所述永磁体平铺固定在所述磁轭体时，所述嵌入块活动嵌入所述弧形槽。

5.如权利要求4所述的推力波动低的直线电机，其特征在于，其一所述弧形槽沿背离另一所述弧形槽方向呈拱起布置。

6.如权利要求4所述的推力波动低的直线电机，其特征在于，所述磁轭体具有背离所述永磁体的下端面，所述磁轭体的下端面设有旋拧件，所述旋拧件贯穿所述磁轭体的下端面嵌入所述嵌入块；当旋紧所述旋拧件，所述永磁体与所述磁轭体呈固定布置，当旋松所述旋拧件，调整所述永磁体的倾斜角度。

7.如权利要求4所述的推力波动低的直线电机，其特征在于，所述磁轭体的内部设有固定条，所述固定条沿横向延伸布置，各个所述永磁体分别与所述固定条呈固定布置。

8.如权利要求1-3任意一项所述的推力波动低的直线电机，其特征在于，所述动子结构包括动子壳以及多个固定所述动子壳的线圈，各个所述线圈沿横向排列布置；所述动子壳包括两个可水平摆动的摆动块以及两个调节件，各个线圈处于两个所述摆动块之间；所述动子壳具有背离所述定子结构的上端面，所述调节件贯穿所述动子壳的上端面连接所述摆动块，当所述调节件旋紧时，所述摆动块呈固定布置，当所述调节件旋松时，所述摆动块呈活动布置。

9.如权利要求8所述的推力波动低的直线电机，其特征在于，所述动子壳包括多个动子齿，所述线圈圆周缠绕所述动子齿，各个所述动子齿处于两个所述摆动块之间；所述动子齿具有朝向所述永磁体的底端面，所述摆动块具有朝向所述永磁体的下端面，沿横向方向，所述动子齿的底端面与所述摆动块的下端面呈平齐布置。

10.如权利要求9所述的推力波动低的直线电机，其特征在于，所述动子壳包括沿横向方向延伸布置的固定板，两个所述摆动块分别置于所述固定板的两端，所述调节件贯穿所述固定板连接所述摆动块。