CN209659088U - 一种针对无铁芯永磁直线电机空气冷却结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种针对无铁芯永磁直线电机空气冷却结构，包括初级和次级，初级包括初级线圈绕组和基板，初级线圈绕组的环型线圈安装在基板的定位孔中，次级包括次级轭板和永磁体组，永磁体组安装在两块次级轭板的内表面，基板位于两组永磁体组之间，基板的外表面上连接有空气冷却板，空气冷却板的内表面上的内凹区域与基板之间形成了出风间隙，空气冷却板内部的空气通道的入口设置在空气冷却板的外表面，空气通道的出口设置在空气冷却板的内表面并位于内凹区域中。本实用新型的结构简单，体积小，重量轻，冷却效果明显，可解决采用自然冷却导致电机连续输出能力差，额定推力小以及瞬时加速能力弱等问题，有利于无铁芯永磁直线电机作高速运动。
Description
技术领域
本实用新型涉及直线电机技术领域，更具体地说，是涉及一种针对无铁芯永磁直线电机空气冷却结构。
背景技术
无铁芯永磁直线电机具有初级和次级，次级由轭板和矩形永磁体构成，永磁体充磁方向与初级运动方向垂直，永磁体沿初级运动方向N、S相间依次排列固定在次级轭板内侧，初级由基板与线圈构成，位于两个次级板之间，永磁体产生磁力线与通电初级线圈产生电磁力，推动初级作直线运动。该电机具有零齿槽效应、零定位力、动子与定子之间没有吸引力、宽速度范围、高动态性能、极平稳的运行、极高的定位精度、振动噪声小等优点，尤其适用于半导体光刻、晶片处理加工、电子装配及坐标测量等领域。
然而，传统的无铁芯永磁直线电机一般采用自然冷却方式，导致电机连续输出能力差，额定推力小，瞬时加速能力弱。对于某些特殊应用，要求高速度、高加速度以及高频率运动，电机发热严重，自然冷却方式无法有效冷却电机，液体冷却虽然冷却效果好，但会大大增加电机结构以及重量，不利于发挥无铁芯直线电机高加速、高响应特点。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术中的上述缺陷，提供一种针对无铁芯永磁直线电机空气冷却结构，其结构简单，体积小，重量轻，冷却效果明显，可解决采用自然冷却导致电机连续输出能力差，额定推力小以及瞬时加速能力弱等问题，有利于无铁芯永磁直线电机作高速运动。
为实现上述目的，本实用新型提供了一种针对无铁芯永磁直线电机空气冷却结构，包括初级和次级，所述初级与次级之间留有气隙，所述初级包括初级线圈绕组和基板，所述初级线圈绕组由若干个环型线圈组成，所述环型线圈安装在基板的定位孔中，所述次级包括次级轭板、第一永磁体组和第二永磁体组，所述次级轭板设有两块并互相平行，所述第一永磁体组和第二永磁体组位于各自对应的次级轭板的内表面，所述第一永磁体组和第二永磁体组均包括若干个N极与S极交错且线性排列的磁铁，所述第一永磁体组与第二永磁体组位置相对的磁铁的极性相反，所述基板位于第一永磁体组与第二永磁体组之间，所述基板的外表面上连接有外露于次级的空气冷却板，所述空气冷却板的内表面设有内凹区域，所述空气冷却板的内凹区域与基板之间形成有开口朝向次级内部的出风间隙，所述空气冷却板的内部设有空气通道，所述空气通道的入口设置在空气冷却板的外表面，所述空气通道的出口设置在空气冷却板的内表面并位于内凹区域中。
作为优选的实施方式，所述次级还包括位于两块次级轭板之间的支撑板，所述支撑板与两块次级轭板组合形成U形结构，所述支撑板上贯穿有若干个出气孔。
作为优选的实施方式，所述初级线圈绕组由2km个环型线圈组成，其中，k为正整数，m为电机相数。
作为优选的实施方式，所述基板设置为平板状的板体。
作为优选的实施方式，所述空气通道的出口设置为圆孔，该圆孔设置有若干个并呈线性排列在空气冷却板的内凹区域中。
作为优选的实施方式，所述空气通道的入口设有进气接头。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：
1、本实用新型的结构简单，体积小，重量轻，利于无铁芯永磁直线电机做高速运动。
2、本实用新型的冷却效果明显，且电机的初级和次级均能被冷却。
3、本实用新型提高了电机推力密度，增大电机额定推力，解决了采用自然冷却导致电机连续输出能力差，额定推力小以及瞬时加速能力弱等问题。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本实用新型提供的针对无铁芯永磁直线电机空气冷却结构的结构示意图；
图2是本实用新型提供的电机初级的结构示意图；
图3是本实用新型提供的空气冷却板的结构示意图；
图4是本实用新型提供的空气冷却板的剖面图；
图5是图2中沿A-A线的剖面图；
图6是图5中A处部位的放大图；
图7是本实用新型提供的电机次级的结构示意图。
具体实施方式
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
请参考图1，本实用新型的实施例提供了一种针对无铁芯永磁直线电机空气冷却结构，包括初级1、次级2和空气冷却板3，初级1与次级2之间留有气隙，下面结合附图对本实施例各个组成部分进行详细说明。
如图2所示，初级1包括初级线圈绕组11和基板12，初级线圈绕组11可以由2km个环型线圈组成，其中，k为正整数，m为电机相数。基板12可以设置为平板状的板体，环型线圈安装在基板12的定位孔121中。
如图1和图7所示，次级2为双边结构，次级2包括两块次级轭板21、第一永磁体组22和第二永磁体组23，两块次级轭板21互相平行，第一永磁体组22和第二永磁体组23位于各自对应的次级轭板21的内表面，其中，第一永磁体组22和第二永磁体组23均包括若干个N极与S极交错且线性排列的磁铁，并且第一永磁体组22与第二永磁体组23位置相对的磁铁的极性相反。
此外，次级2还可以包括位于两块次级轭板21之间的支撑板24，支撑板24与两块次级轭板21组合形成U形结构，支撑板24上贯穿有若干个出气孔241(长孔)。
具体安装时，如图1所示，基板12位于第一永磁体组22与第二永磁体组23之间，即双边次级2布置在初级1的两侧，这样可形成串联磁路，空气冷却板3固定连接在基板12的外表面并外露于次级2。
如图3、图4和图5所示，空气冷却板3的内表面设有沿空气冷却板3的长度方向延伸的内凹区域31，空气冷却板3的内凹区域31与基板12之间形成有开口朝向次级2内部的出风间隙4，空气冷却板3的内部设有空气通道32，空气通道32的入口321设置在空气冷却板3的外表面，空气通道32的出口322设置在空气冷却板3的内表面并位于内凹区域31中。
在本实施例中，空气通道32的出口322可以优选设置为圆孔，该圆孔设置有若干个并呈线性排列在空气冷却板3的内凹区域31中。
为了便于与供气设备(如气泵等)相连接，空气通道32的入口321可以设有进气接头5，空气冷却板3的进气接头5可以通过气管与供气设备相连接。
工作时，气体可以从进气接头5进入到空气冷却板3，经过空气冷却板3内部的空气通道32，从空气通道32的出口322出来，在空气冷却板3的内凹区域31与基板12之间形成的出风间隙4生成的风刀气流，直接作用在初级线圈绕组11表面，直接将初级线圈绕组11产生的热量带走，然后冷却气体从次级2的支撑板24的出气孔241以及两端流出，冷却气体从次级端流出同时也进一步降低了次级永磁体的温度，达到了既冷却初级又冷却次级的目的。与自然冷却相比，本实施例的空气冷却方式能够使无铁芯永磁直线电机的初级和次级的温度明显降低。
综上所述，本实用新型的结构简单，体积小，重量轻，冷却效果明显，可解决采用自然冷却导致电机连续输出能力差，额定推力小以及瞬时加速能力弱等问题，有利于无铁芯永磁直线电机作高速运动。
上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种针对无铁芯永磁直线电机空气冷却结构，包括初级(1)和次级(2)，所述初级(1)与次级(2)之间留有气隙，所述初级(1)包括初级线圈绕组(11)和基板(12)，所述初级线圈绕组(11)由若干个环型线圈组成，所述环型线圈安装在基板(12)的定位孔(121)中，所述次级(2)包括次级轭板(21)、第一永磁体组(22)和第二永磁体组(23)，所述次级轭板(21)设有两块并互相平行，所述第一永磁体组(22)和第二永磁体组(23)位于各自对应的次级轭板(21)的内表面，所述第一永磁体组(22)和第二永磁体组(23)均包括若干个N极与S极交错且线性排列的磁铁，所述第一永磁体组(22)与第二永磁体组(23)位置相对的磁铁的极性相反，所述基板(12)位于第一永磁体组(22)与第二永磁体组(23)之间，其特征在于：所述基板(12)的外表面上连接有外露于次级(2)的空气冷却板(3)，所述空气冷却板(3)的内表面设有内凹区域(31)，所述空气冷却板(3)的内凹区域(31)与基板(12)之间形成有开口朝向次级(2)内部的出风间隙(4)，所述空气冷却板(3)的内部设有空气通道(32)，所述空气通道(32)的入口(321)设置在空气冷却板(3)的外表面，所述空气通道(32)的出口(322)设置在空气冷却板(3)的内表面并位于内凹区域(31)中；
所述次级(2)还包括位于两块次级轭板(21)之间的支撑板(24)，所述支撑板(24)与两块次级轭板(21)组合形成U形结构，所述支撑板(24)上贯穿有若干个出气孔(241)。
2.根据权利要求1所述的一种针对无铁芯永磁直线电机空气冷却结构，其特征在于：所述初级线圈绕组(11)由2km个环型线圈组成，其中，k为正整数，m为电机相数。
3.根据权利要求1所述的一种针对无铁芯永磁直线电机空气冷却结构，其特征在于：所述基板(12)设置为平板状的板体。
4.根据权利要求1所述的一种针对无铁芯永磁直线电机空气冷却结构，其特征在于：所述空气通道(32)的出口(322)设置为圆孔，该圆孔设置有若干个并呈线性排列在空气冷却板(3)的内凹区域(31)中。
5.根据权利要求1所述的一种针对无铁芯永磁直线电机空气冷却结构，其特征在于：所述空气通道(32)的入口(321)设有进气接头(5)。
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| CN201822200785.3U CN209659088U (zh) | 2018-12-26 | 2018-12-26 | 一种针对无铁芯永磁直线电机空气冷却结构 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111953108A (zh) * | 2020-08-11 | 2020-11-17 | 哈尔滨工业大学 | 非重叠绕组无铁心直线永磁同步电机 |
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2018
- 2018-12-26 CN CN201822200785.3U patent/CN209659088U/zh active Active
Cited By (2)
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| CN111953108A (zh) * | 2020-08-11 | 2020-11-17 | 哈尔滨工业大学 | 非重叠绕组无铁心直线永磁同步电机 |
| CN111953108B (zh) * | 2020-08-11 | 2022-11-29 | 哈尔滨工业大学 | 非重叠绕组无铁心直线永磁同步电机 |
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