CN212811539U - 一种带端部辅助磁铁的磁通切换永磁直线电机 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种带端部辅助磁铁的磁通切换永磁直线电机，在动子单端或两端添加端部辅助磁铁组件，补偿齿槽力引起的推力波动，使电机输出推力更加平稳；通过采用非导磁的端部磁铁支架，易于安装和调节磁铁尺寸和位置；相比于现有的技术方案，本申请端部不需要铁磁材料，可以采用质量更轻的铝等非导磁材料，降低了运动质量，减少了电机动子齿的数量。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种直线电机，具体涉及一种带端部辅助磁铁的磁通切换永磁直线电机。
背景技术
永磁直线电机具有效率高、响应快、功率密度大等优点，在数控机床、轨道交通等领域有着广泛的应用。永磁电机的缺点是采用大量的永磁材料，增加了制造成本，特别是稀土永磁材料，价格昂贵，从而降低了市场竞争力。磁通切换永磁直线电机的绕组和永磁体均位于动子上，而定子仅由导磁材料构成。这样的结构对于长定子的直线电机来说，可以节省成本，且易于维护。但由于其定子和动子的凸极结构以及气隙磁密高，磁通切换永磁直线电机不可避免地有着较大的齿槽力，这在实际应用中会引起噪声、速度波动等问题。
现有专利名称Primary part and linear electrical machine with forceripple compensation，专利号：US7915769B2，提出了在动子末端加装导磁元件的方法，导磁元件由永磁体和铁芯构成，其引起的推力波动对电机的推力脉动进行补偿，最终达到减小齿槽力的效果，解决了上述问题。但该方案增加了电机动子齿的数量，由于在端部采用了铁磁材料，增加了运动质量，增加了制造成本，且永磁体的水平位置被固定，调整空间有限；如图1所示。
实用新型内容
实用新型目的：本实用新型的目的是为了解决现有技术中的不足，提供一种带端部辅助磁铁的磁通切换永磁直线电机，在动子单端或两端添加端部辅助磁铁组件，补偿齿槽力引起的推力波动，使电机输出推力更加平稳；通过采用非导磁的端部磁铁支架，易于安装和调节磁铁尺寸和位置。相比于现有的技术方案，本申请端部不需要铁磁材料，可以采用质量更轻的铝等非导磁材料，降低了运动质量，减少了电机动子齿的数量。
技术方案：本实用新型所述的一种带端部辅助磁铁的磁通切换永磁直线电机，所述磁通切换永磁直线电机是由定子以及与定子相对的动子组成，所述定子上具有齿槽结构，所述动子是由背板以及设置在背板的上的绕组组件组成；所述绕组组件是由多组绕组组成，所述绕组组件至少其中一端设有端部辅助磁铁组件，所述端部辅助磁铁组件与绕组组件端部之间设有间隙；所述端部辅助磁铁组件是由端部磁铁支架、以及设置在端部磁铁支架上的辅助磁铁组成，所述端部磁铁支架是由非导磁材料制备而成，端部磁铁支架上设有凹槽，所述辅助磁铁为安装在端部磁铁支架上的凹槽中。
进一步的，所述绕组包括动子铁芯、电机绕组以及动子永磁体组成，所述动子铁芯上设有安装槽，所述电机绕组设置在动子铁芯的安装槽中，所述动子铁芯安装在背板上，所述动子永磁体安装在同一绕组中相邻的动子铁芯之间。
进一步的，所述端部磁铁支架根据安装位置的不同设有两种不同的型号的端部磁铁支架，分别为端部磁铁支架A和端部磁铁支架B，所述端部磁铁支架A安装在背板表面，所述端部磁铁支架B安装在背板端部，所述端部磁铁支架A和端部磁铁支架B为直角结构，并且都是由安装固定部分以及安装部分组成，安装部分设置在固定部分上，所述安装部分上设有凹槽，用于安装辅助磁铁，所述固定部分上设有安装孔，所述端部磁铁支架A中的固定部分上的安装孔与背板垂直设置，所述端部磁铁支架B中的固定部分上的安装孔与背板水平设置。
进一步的，当背板上的绕组组件具有端部辅助磁铁组件的安装位置时，采用端部磁铁支架A安装背板表面上。
进一步的，当背板上的绕组组件不具有端部辅助磁铁组件的安装位置时，采用端部磁铁支架B安装在背板端部。
进一步的，所述端部辅助磁铁组件与绕组组件端部之间的间隙大小，取0-0.5倍的单个“E”型动子铁芯宽度，保证辅助磁铁与绕组组件中最近的动子永磁体之间距离有效。
进一步的，所述背板为非导磁材料制备而成。
进一步的，所述辅助磁铁与绕组组件中最近的动子永磁体平行。
有益效果：本实用新型一种带端部辅助磁铁的磁通切换永磁直线电机，在动子单端或两端添加端部辅助磁铁组件，补偿齿槽力引起的推力波动，使电机输出推力更加平稳；通过采用非导磁的端部磁铁支架，易于安装和调节磁铁尺寸和位置。相比于现有的技术方案，本申请端部不需要铁磁材料，可以采用质量更轻的铝等非导磁材料，降低了运动质量，减少了电机动子齿的数量。
附图说明
图1为背景技术中现有专利的结构示意图；
图2为实例1结构示意图；
图3为端部磁铁支架A结构示意图；
图4为实例2结构示意图；
图5为端部磁铁支架B结构示意图；
图6为背景技术中的专利的双端辅助磁铁、实例1中单端辅助磁铁和实例2中双端辅助磁铁的齿槽力比较图；
1、动子铁芯；2、电机绕组；3、动子永磁体；4、定子；5、端部辅助磁铁；6、背板；7、端部磁铁支架A；8、端部磁铁支架B；9、安装部分；10、固定部分；11、凹槽；12、安装孔。
具体实施方式
实例1：
如图2-3所示的技术方案：一种带端部辅助磁铁5的磁通切换永磁直线电机，所述磁通切换永磁直线电机是由定子4以及与定子4相对的动子组成，所述定子4上具有齿槽结构，所述动子是由背板6以及设置在背板6的上的绕组组件组成；所述绕组组件是由多组绕组组成，所述绕组组件的其中一端设有端部辅助磁铁5组件，所述端部辅助磁铁5组件与绕组组件端部之间设有间隙；所述端部辅助磁铁5组件是由端部磁铁支架、以及设置在端部磁铁支架上的辅助磁铁组成，所述端部磁铁支架是由非导磁材料制备而成，端部磁铁支架上设有凹槽11，所述辅助磁铁为安装在端部磁铁支架上的凹槽11中。
本实例中进一步的，所述绕组包括动子铁芯1、电机绕组2以及动子永磁体3组成，所述动子铁芯1上设有安装槽，所述电机绕组2设置在动子铁芯1的安装槽中，所述动子铁芯1安装在背板6上，所述动子永磁体3安装在同一绕组中相邻的动子铁芯1之间。
本实例中进一步的，所述端部磁铁支架A7安装在背板6表面，所述端部磁铁支架A7为直角结构，是由安装固定部分10以及安装部分9组成，安装部分9设置在固定部分10上，所述安装部分9上设有凹槽11，用于安装辅助磁铁，所述固定部分10上设有安装孔12，所述端部磁铁支架A7中的固定部分10上的安装孔12与背板6垂直设置。
本实例中进一步的，当背板6上的绕组组件一端具有端部辅助磁铁5组件的安装位置时，采用端部磁铁支架A7安装背板6表面上，端部磁铁支架A7通过螺栓进行安装。
本实例中进一步的，所述端部辅助磁铁5组件与绕组组件端部之间的间隙大小，一般取 0-0.5倍的单个“E”型动子铁芯宽度，根据电磁仿真设计选取最优值，保证辅助磁铁与绕组组件中最近的动子永磁体3之间距离有效。
本实例中进一步的，所述背板6为非导磁材料制备而成。
本实例中进一步的，所述辅助磁铁与绕组组件中最近的动子永磁体3平行。
实例2：
如图3-5所示的技术方案：一种带端部辅助磁铁5的磁通切换永磁直线电机，所述磁通切换永磁直线电机是由定子4以及与定子4相对的动子组成，所述定子4上具有齿槽结构，所述动子是由背板6以及设置在背板6的上的绕组组件组成；所述绕组组件是由多组绕组组成，所述绕组组件的两端设有端部辅助磁铁5组件，所述端部辅助磁铁5组件与绕组组件端部之间设有间隙；所述端部辅助磁铁5组件是由端部磁铁支架、以及设置在端部磁铁支架上的辅助磁铁组成，所述端部磁铁支架是由非导磁材料制备而成，端部磁铁支架上设有凹槽11，所述辅助磁铁为安装在端部磁铁支架上的凹槽11中。
本实例中进一步的，所述绕组包括动子铁芯1、电机绕组2以及动子永磁体3组成，所述动子铁芯1上设有安装槽，所述电机绕组2设置在动子铁芯1的安装槽中，所述动子铁芯1安装在背板6上，所述动子永磁体3安装在同一绕组中相邻的动子铁芯1之间。
所述端部磁铁支架B8安装在背板6表面，所述端部磁铁支架B8为直角结构，是由安装固定部分10以及安装部分9组成，安装部分9设置在固定部分10上，所述安装部分9上设有凹槽11，用于安装辅助磁铁，所述固定部分10上设有安装孔12，所述端部磁铁支架B8中的固定部分10 上的安装孔12与背板6水平设置。
本实例中进一步的，当背板6上的绕组组件一端具有另一端不具有端部辅助磁铁5组件的安装位置时，具有的一端采用端部磁铁支架A7安装背板6表面上，端部磁铁支架A7通过螺栓进行安装，不具有的一端采用端部磁铁支架B8安装背板6端部。
本实例中进一步的，所述端部辅助磁铁5组件与绕组组件端部之间的间隙大小，一般取 0-0.5倍的单个“E”型动子铁芯宽度，根据电磁仿真设计选取最优值，保证辅助磁铁与绕组组件中最近的动子永磁体3之间距离有效。
本实例中进一步的，所述背板6为非导磁材料制备而成。
本实例中进一步的，所述辅助磁铁与绕组组件中最近的动子永磁体3平行。
所述图6为背景技术中的专利的双端辅助磁铁、实例1中单端辅助磁铁和实例2中双端辅助磁铁的齿槽力比较图。
磁通切换永磁直线电机，通过在动子单端或两端添加端部辅助磁铁5组件，补偿齿槽力引起的推力波动，使电机输出推力更加平稳；通过采用非导磁的端部磁铁支架，易于安装和调节磁铁尺寸和位置。相比于现有的技术方案，本申请端部不需要铁磁材料，可以采用质量更轻的铝等非导磁材料，降低了运动质量，减少了电机动子齿的数量。
以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。
Claims (8)
1.一种带端部辅助磁铁的磁通切换永磁直线电机，所述磁通切换永磁直线电机是由定子以及与定子相对的动子组成，所述定子上具有齿槽结构，所述动子是由背板以及设置在背板的上的绕组组件组成；所述绕组组件是由多组绕组组成，其特征在于：所述绕组组件至少其中一端设有端部辅助磁铁组件，所述端部辅助磁铁组件与绕组组件端部之间设有间隙；所述端部辅助磁铁组件是由端部磁铁支架、以及设置在端部磁铁支架上的辅助磁铁组成，所述端部磁铁支架是由非导磁材料制备而成，端部磁铁支架上设有凹槽，所述辅助磁铁为安装在端部磁铁支架上的凹槽中。
2.根据权利要求1所述一种带端部辅助磁铁的磁通切换永磁直线电机，其特征在于：所述绕组包括动子铁芯、电机绕组以及动子永磁体组成，所述动子铁芯上设有安装槽，所述电机绕组设置在动子铁芯的安装槽中，所述动子铁芯安装在背板上，所述动子永磁体安装在同一绕组中相邻的动子铁芯之间。
3.根据权利要求2所述一种带端部辅助磁铁的磁通切换永磁直线电机，其特征在于：所述端部磁铁支架根据安装位置的不同设有两种不同的型号的端部磁铁支架，分别为端部磁铁支架A和端部磁铁支架B，所述端部磁铁支架A安装在背板表面，所述端部磁铁支架B安装在背板端部，所述端部磁铁支架A和端部磁铁支架B为直角结构，并且都是由安装固定部分以及安装部分组成，安装部分设置在固定部分上，所述安装部分上设有凹槽，用于安装辅助磁铁，所述固定部分上设有安装孔，所述端部磁铁支架A中的固定部分上的安装孔与背板垂直设置，所述端部磁铁支架B中的固定部分上的安装孔与背板水平设置。
4.根据权利要求3所述一种带端部辅助磁铁的磁通切换永磁直线电机，其特征在于：当背板上的绕组组件具有端部辅助磁铁组件的安装位置时，采用端部磁铁支架A安装背板表面上。
5.根据权利要求3所述一种带端部辅助磁铁的磁通切换永磁直线电机，其特征在于：当背板上的绕组组件不具有端部辅助磁铁组件的安装位置时，采用端部磁铁支架B安装在背板端部。
6.根据权利要求2所述一种带端部辅助磁铁的磁通切换永磁直线电机，其特征在于：所述端部辅助磁铁组件与绕组组件端部之间的间隙大小取0-0.5倍的单个“E”型动子铁芯宽度，保证辅助磁铁与绕组组件中最近的动子永磁体之间距离有效。
7.根据权利要求1所述一种带端部辅助磁铁的磁通切换永磁直线电机，其特征在于：所述背板为非导磁材料制备而成。
8.根据权利要求2所述一种带端部辅助磁铁的磁通切换永磁直线电机，其特征在于：所述辅助磁铁与绕组组件中最近的动子永磁体平行。
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| CN202021217783.6U CN212811539U (zh) | 2020-06-28 | 2020-06-28 | 一种带端部辅助磁铁的磁通切换永磁直线电机 |
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- 2020-06-28 CN CN202021217783.6U patent/CN212811539U/zh active Active
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