CN213461500U - 直线电机 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种直线电机，其包括壳体及安装于所述壳体的初级组件和与初级组件间隔形成气隙的次级组件。壳体包括基座及与基座滑动连接的滑座。初级组件包括铁芯和绕设于铁芯的绕组。铁芯包括固定于壳体上的初级轭部和及自初级轭部向靠近气隙方向延伸形成的多个初级齿部；绕组缠绕于所述初级齿部。初级组件还包括内嵌于初级齿部的多个平行间隔设置的第一永磁体及内嵌于初级轭部的多个平行间隔设置的第二永磁体，相邻所述第一永磁体的充磁方向相反，相邻所述第二永磁体的充磁方向相反，且所述第一永磁体与所述第二永磁体相近的一端的磁极相反。本实用新型提供的直线电机，气息磁场更强、电机推力密度更高、工作效率及可靠度更强。
Description
技术领域
本实用新型涉及电机制造的技术领域，尤其涉及一种直线电机。
背景技术
电机是传动系统的主要部件，合理的选择电机可以提高整个系统的性能，提高效率。在直线应用场合，传统的旋转电机都需要一定的机械传动部件将旋转运动转换为直线运动。这样带来了许多问题，比如，系统体积庞大，重量增加，噪声高，维护成本增加，而在轨道交通应用中，速度过高会出现轮轨滑动等问题。因此，采用直线电机代替旋转电机这一技术手段，可以克服旋转电机在此应用场合中的上述缺点，提高整个系统的效率。
相关技术的直线电机通常包括壳体及安装于所述壳体的初级组件与次级组件，所述壳体包括基座及与所述基座滑动连接的滑座，所述初级组件包括铁芯、绕设于所述铁芯的绕组及内嵌于所述铁芯齿部的多个永磁体。
然而，这样的结构中，铁芯中嵌入的永磁体体积有限，初级组件与次级组件之间气隙磁场较弱，进而导致直线电机推力密度相对较低。
因此，有必要提供一种新的气息磁场更强、电机推力密度更高、工作效率及可靠度更强的直线电机来解决上述问题。
实用新型内容
针对上述问题，本实用新型的目的在于提供一种气息磁场更强、电机推力密度更高、工作效率及可靠度更强的直线电机。
为解决上述技术问题，本实用新型的实施方式提供了一种直线电机，其包括壳体及安装于所述壳体的初级组件与次级组件，所述壳体包括基座及与所述基座滑动连接的滑座，所述初级组件与所述次级组件中的一个固设于所述基座，另一个固设于所述滑座，所述初级组件与所述次级组件相对间隔设置形成气隙，其中，所述初级组件包括铁芯和绕设于所述铁芯靠近所述气隙一端的绕组，所述铁芯包括固定于壳体上的初级轭部和及自所述初级轭部向靠近所述气隙方向延伸形成的多个初级齿部，所述绕组缠绕于所述初级齿部，所述初级组件还包括内嵌于所述铁芯的所述初级齿部的多个平行间隔设置的第一永磁体及内嵌于所述铁芯的所述初级轭部的多个平行间隔设置的第二永磁体，相邻所述第一永磁体的充磁方向相反，相邻所述第二永磁体的充磁方向相反，且所述第一永磁体与所述第二永磁体相近的一端的磁极相反。
优选地，所述第二永磁体向所述滑座的正投影与所述第一永磁向所述滑座的正投影不重叠。
优选地，所述基座包括与所述滑座相对间隔设置的基板、自所述基板的两侧向靠近所述滑座方向垂直弯折延伸出的侧板及安装于所述侧板远离所述基板一端的导轨，所述滑座通过所述导轨与所述侧板滑动连接。
优选地，所述初级组件固设于所述滑座，所述次级组件固设于所述基板。
优选地，所述初级组件固设于所述基板，所述次级组件固设于所述滑座。
优选地，所述初级组件的数量不小于两个，多个所述初级组件沿所述滑座的滑动方向依次间隔设置，且相邻所述初级组件之间的间距相等。
优选地，所述直线电机还包括安装于所述壳体的栅尺及栅尺读头，所述栅尺与所述栅尺读头中的一个固设于所述基板，另一个固设于所述滑座，所述栅尺与所述栅尺读头相对间隔设置。
优选地，所述次级组件包括与所述壳体固定连接的次级轭部及自所述次级轭部向靠近所述气隙方向延伸出的多个次级齿部，所述铁芯还包括与所述壳体固定连接并与所述次级轭部相对设置的端轭部及自所述端轭部向靠近所述气隙方向延伸出的多个端齿部，多个所述次级齿部及多个所述端齿部沿所述滑座的滑动方向依次间隔设置，所述端轭部自所述初级轭部的两端沿所述滑动方向延伸。
优选地，所述初级组件的数量为两个，所述基座还包括自一所述侧板远离所述基板一端向靠近另一所述侧板方向弯折延伸出的第一延伸板，所述第一延伸板与另一所述侧板之间留有间隙，所述滑座包括本体部及自所述本体部对应所述间隙处向靠近所述基板方向弯折延伸出的第二延伸板，两个所述初级组件分别固设于所述基板与所述第一延伸板，所述次级组件固设于所述第二延伸板。
优选地，所述次级组件的数量为两个，所述基座还包括自一所述侧板远离所述基板一端向靠近另一所述侧板方向弯折延伸出的第一延伸板，所述第一延伸板与另一所述侧板之间留有间隙，所述滑座包括本体部及自所述本体部对应所述间隙处向靠近所述基板方向弯折延伸出的第二延伸板，两个所述次级组件分别固设于所述基板与所述第一延伸板，所述初级组件固设于所述第二延伸板。
与相关技术相比，本实用新型提供的直线电机，除了在铁芯齿部嵌入多个第一永磁体外，还在所述铁芯的轭部嵌入多个第二永磁体，多个纵向充磁的所述第一永磁体配合多个横向充磁的第二永磁体，增大了气隙磁场，进而增加了所述直线电机的推力密度；通过设置所述初级组件的数量不小于两个，且多个所述初级组件沿所述滑座的滑动方向依次间隔设置，相邻所述初级组件之间的间距相等，使得所述直线电机可以通过调整相邻所述初级组件之间的距离，降低原有结构的端部定位力，从而降低推力波动。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施方式中的技术方案，下面将对实施方式描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施方式，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它的附图，其中：
图1为本实用新型实施例一提供的直线电机的立体结构示意图；
图2为本实用新型实施例一提供的直线电机的立体结构分解示意图；
图3为图1所示的直线电机沿A-A线的剖视图；
图4为图3所示的直线电机的B部分放大图；
图5为本实用新型实施例二提供的直线电机的立体结构示意图；
图6为本实用新型实施例三提供的直线电机除去滑座后的结构示意图；
图7为本实用新型实施例三提供的初级组件与次级组件的结构示意图；
图8为本实用新型实施例四提供的直线电机除去基座后的结构示意图；
图9为本实用新型实施例五提供的直线电机的立体结构示意图；
图10为本实用新型实施例六提供的直线电机的立体结构示意图。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本实用新型各实施方式中，为了使读者更好地理解本实用新型而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本实用新型所要求保护的技术方案。
实施例一
请结合参阅图1至图4，本实用新型提供了一种直线电机100，所述直线电机100包括壳体110、安装于所述壳体110的初级组件120与次级组件130及安装于所述壳体10的栅尺140及栅尺读头150。所述初级组件120与所述次级组件130相对间隔设置形成气隙101。
所述壳体110包括基座111及与所述基座111滑动连接的滑座112。工作时，所述滑座112相对于所述基座111沿滑动方向X相对滑动。其中，所述初级组件120与所述次级组件130中的一个固设于所述基座111，另一个固设于所述滑座112。
所述基座111包括与所述滑座112相对设置的基板1111、自所述基板1111的两侧向靠近所述滑座112方向垂直弯折延伸出的侧板1112及安装于所述侧板1112远离所述基板1111一端的导轨1113，所述滑座112通过所述导轨1113与所述侧板1112滑动连接。
所述初级组件120包括铁芯121和绕设于所述铁芯121靠近所述气隙101一端的绕组122。所述铁芯121包括固定于所述基座111的初级轭部12和及自所述初级轭部12向靠近所述气隙101方向延伸形成的多个初级齿部13。所述绕组122绕设于所述初级齿部13。多个所述初级齿部13沿所述滑动方向X间隔设置。所述初级组件120还包括内嵌于所述铁芯121的所述初级齿部13的多个平行间隔设置的第一永磁体123及内嵌与所述铁芯121的所述初级轭部12的多个平行间隔设置的第二永磁体124。相邻所述第一永磁体123的充磁方向相反，相邻所述第二永磁体124的充磁方向相反，且所述第一永磁体123与所述第二永磁体124相近的一端的磁极相反。如此设置，通过在所述铁芯121的初级轭部12嵌入所述第二永磁体124，可有效增加气隙磁场，从而增加电机推力密度。
具体的，所述铁芯121还包括与所述壳体110固定连接的端轭部1211及自所述端轭部1211向靠近所述气隙101方向延伸出的多个端齿部1212。多个所述端齿部1212沿所述滑座112的滑动方向依次间隔设置。本实施方式中，所述端轭部1211自所述初级轭部12的两端沿所述滑动方向X延伸。所述绕组122不缠绕在所述端齿部1212上。
所述绕组122与外部电源连接，当所述绕组122通入电流时，所述初级组件120即产生行波磁场，使得所述初级组件120与所述次级组件130之间产生推力，进而驱动所述滑座112沿所述导轨1113进行直线运动。
多个所述第一永磁体123处于同一平面，且多个所述第一永磁体123沿所述滑座112的滑动方向依次间隔设置。在所述直线电机100的工作过程中，所述第一永磁体123的充磁方向为纵向。
多个所述第二永磁体124的设置方向与所述第一永磁体123垂直，且所述第二永磁体124向所述滑座112的正投影与所述第一永磁123向所述滑座112的正投影不重叠。同时，多个所述第一永磁体123与多个所述第二永磁体124沿所述滑座112的滑动方向依次交叉设置。
具体的，在本实施方式中，所述初级组件120固设于所述滑座112，所述次级组件130固设于所述基板1111。
所述次级组件130包括与所述壳体110固定连接的次级轭部131及自所述次级轭部131向靠近所述气隙101方向延伸出的多个次级齿部132。所述次级轭部131与所述端轭部1211相对设置，多个所述次级齿部132沿所述滑座112的滑动方向依次间隔设置。
优选的，所述第一永磁体123及所述第二永磁体124的材料为铁氧体或钕铁硼，所述铁芯121及所述次级组件130为硅钢片。当然，所述第一永磁体123及所述第二永磁体124也可以为其他类型的永磁材料，所述铁芯121及所述次级组件130也可以为铁或其他导磁材料。
所述栅尺140及所述栅尺读头150中的一个固设于所述基板1111，另一个固设于所述滑座112，所述栅尺140与所述栅尺读头150相对间隔设置。
实施例二
本实施例提供的直线电机200与实施例一提供的直线电机100的结构基本相同，不同点在于所述初级组件220及所述次级组件230与所述壳体210的连接结构。
请具体参阅图5，在本实施方式中，所述初级组件220固设于所述基板2111，所述次级组件230固设于所述滑座212。
实施例三
本实施例提供的直线电机300与实施例一提供的直线电机100的结构基本相同，不同点在于所述初级组件320的数量。
请具体参与图6和图7，在本实施方式中，所述初级组件320的数量不小于两个，多个所述初级组件320沿所述滑座的滑动方向依次间隔设置，且相邻所述初级组件320之间的间距相等。所述初级组件320沿滑动方向X的长度与相邻所述初级组件320的间距之和为d，d＝(N+1/m)*p，其中，N为正整数，m为所述初级组件320的个数，p为相邻两个次级齿部332之间的间距与所述次级齿部332沿所述滑动方向上的宽度之和。通过调整d值的大小，可以补偿初级组件320两端的磁路以使得所述直线电机300的磁链变化一致。如此设置，使得所述直线电机300可以通过调整相邻所述初级组件320之间的距离，降低原有结构的端部定位力，从而降低推力波动。
实施例四
本实施例提供的直线电机400与实施例一提供的直线电机100的结构基本相同，不同点在于所述初级组件420及所述次级组件430与所述壳体410的连接结构，以及所述初级组件420的数量。
请具体参与图7，在本实施方式中，所述初级组件420固设于所述基板，所述次级组件430固设于所述滑座412。
同时，所述初级组件420的数量不小于两个，多个所述初级组件420沿所述滑座412的滑动方向依次间隔设置，且相邻所述初级组件420之间的间距相等。如此设置，使得所述直线电机400可以通过调整相邻所述初级组件420之间的距离，降低原有结构的端部定位力，从而降低推力波动。
实施例五
本实施例提供的直线电机500与实施例一提供的直线电机100的结构基本相同，不同点在于所述直线电机500为双边型结构。
请具体参阅图8，在本实施例中，所述初级组件520的数量为两个。
基座511还包括自一侧板5112远离基板5111一端向靠近另一侧板5112方向垂直弯折延伸出的第一延伸板5114，所述第一延伸板5114与另一所述侧板5112之间留有间隙。
滑座512包括本体部5121及自所述本体部5121对应所述间隙处向靠近所述基板5111方向垂直弯折延伸出的第二延伸板5122，两个所述初级组件520分别固设于所述基板5111与所述第一延伸板5114，所述次级组件530固设于所述第二延伸板5122。如此设置，使得所述次级组件530的两侧分别与两个所述初级组件520形成气隙，进一步增加了气隙磁场，从而增加电机推力密度。
实施例六
本实施例提供的直线电机600与实施例一提供的直线电机100的结构基本相同，不同点在于所述直线电机600为双边型结构。
请具体参阅图9，在本实施例中，所述次级组件630的数量为两个。
基座611还包括自一侧板6112远离基板6111一端向靠近另一侧板6112方向垂直弯折延伸出的第一延伸板6114，所述第一延伸板6114与另一所述侧板6112之间留有间隙。
滑座612包括本体部6121及自所述本体部6121对应所述间隙处向靠近所述基板6111方向垂直弯折延伸出的第二延伸板6122，两个所述次级组件630分别固设于所述基板6111与所述第一延伸板6114，所述初级组件620固设于所述第二延伸板6122。如此设置，使得所述初级组件620的两侧分别与两个所述次级组件630形成气隙，进一步增加了气隙磁场，从而增加电机推力密度。
与相关技术相比，本实用新型提供的直线电机，除了在铁芯齿部嵌入多个第一永磁体外，还在所述铁芯的轭部嵌入多个第二永磁体，多个纵向充磁的所述第一永磁体配合多个横向充磁的第二永磁体，增大了气隙磁场，进而增加了所述直线电机的推力密度；通过设置所述初级组件的数量不小于两个，且多个所述初级组件沿所述滑座的滑动方向依次间隔设置，相邻所述初级组件之间的间距相等，使得所述直线电机可以通过调整相邻所述初级组件之间的距离，降低原有结构的端部定位力，从而降低推力波动。
本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本实用新型的具体实施方式，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本实用新型的精神和范围。
Claims (10)
1.一种直线电机，其包括壳体及安装于所述壳体的初级组件与次级组件，所述壳体包括基座及与所述基座滑动连接的滑座，所述初级组件与所述次级组件中的一个固设于所述基座，另一个固设于所述滑座，所述初级组件与所述次级组件相对间隔设置形成气隙，其特征在于，所述初级组件包括铁芯和绕设于所述铁芯靠近所述气隙一端的绕组，所述铁芯包括固定于壳体上的初级轭部和及自所述初级轭部向靠近所述气隙方向延伸形成的多个初级齿部，所述绕组缠绕于所述初级齿部，所述初级组件还包括内嵌于所述铁芯的所述初级齿部的多个平行间隔设置的第一永磁体及内嵌于所述铁芯的所述初级轭部的多个平行间隔设置的第二永磁体，相邻所述第一永磁体的充磁方向相反，相邻所述第二永磁体的充磁方向相反，且所述第一永磁体与所述第二永磁体相近的一端的磁极相反。
2.根据权利要求1所述的直线电机，其特征在于，所述第二永磁体向所述滑座的正投影与所述第一永磁向所述滑座的正投影不重叠。
3.根据权利要求1所述的直线电机，其特征在于，所述基座包括与所述滑座相对间隔设置的基板、自所述基板的两侧向靠近所述滑座方向垂直弯折延伸出的侧板及安装于所述侧板远离所述基板一端的导轨，所述滑座通过所述导轨与所述侧板滑动连接。
4.根据权利要求3所述的直线电机，其特征在于，所述初级组件固设于所述滑座，所述次级组件固设于所述基板。
5.根据权利要求3所述的直线电机，其特征在于，所述初级组件固设于所述基板，所述次级组件固设于所述滑座。
6.根据权利要求4或5所述的直线电机，其特征在于，所述初级组件的数量不小于两个，多个所述初级组件沿所述滑座的滑动方向依次间隔设置，且相邻所述初级组件之间的间距相等。
7.根据权利要求6所述的直线电机，其特征在于，所述直线电机还包括安装于所述壳体的栅尺及栅尺读头，所述栅尺与所述栅尺读头中的一个固设于所述基板，另一个固设于所述滑座，所述栅尺与所述栅尺读头相对间隔设置。
8.根据权利要求1所述的直线电机，其特征在于，所述次级组件包括与所述壳体固定连接的次级轭部及自所述次级轭部向靠近所述气隙方向延伸出的多个次级齿部，所述铁芯还包括与所述壳体固定连接并与所述次级轭部相对设置的端轭部及自所述端轭部向靠近所述气隙方向延伸出的多个端齿部，多个所述次级齿部及多个所述端齿部沿所述滑座的滑动方向依次间隔设置，所述端轭部自所述初级轭部的两端沿所述滑动方向延伸。
9.根据权利要求3所述的直线电机，其特征在于，所述初级组件的数量为两个，所述基座还包括自一所述侧板远离所述基板一端向靠近另一所述侧板方向弯折延伸出的第一延伸板，所述第一延伸板与另一所述侧板之间留有间隙，所述滑座包括本体部及自所述本体部对应所述间隙处向靠近所述基板方向弯折延伸出的第二延伸板，两个所述初级组件分别固设于所述基板与所述第一延伸板，所述次级组件固设于所述第二延伸板。
10.根据权利要求3所述的直线电机，其特征在于，所述次级组件的数量为两个，所述基座还包括自一所述侧板远离所述基板一端向靠近另一所述侧板方向弯折延伸出的第一延伸板，所述第一延伸板与另一所述侧板之间留有间隙，所述滑座包括本体部及自所述本体部对应所述间隙处向靠近所述基板方向弯折延伸出的第二延伸板，两个所述次级组件分别固设于所述基板与所述第一延伸板，所述初级组件固设于所述第二延伸板。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |