CN213846504U - 有铁芯动磁式永磁同步直线电机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种有铁芯动磁式永磁同步直线电机，该电机包括固定不动的定子和相对定子运动的动子；所述动子包括动子铁框和沿其运动方向一字形排列粘贴在动子铁框下端面的至少一组永久磁铁；动子铁框为框架结构；每组永久磁铁由沿运动方向一字形交替排列的两类永久磁铁组成，一类永久磁铁产生向上方向的磁场，另一类永久磁铁产生向下方向的磁场。本实用新型大大减小了动子重量的影响，提高了电机的速度和稳定性，与无铁心直线电机相比有着更高的推力密度。

Description

有铁芯动磁式永磁同步直线电机

技术领域

本实用新型涉及数控机床电气设备领域的一种直线电机，特别涉及一种有铁芯动磁式永磁同步直线电机。

背景技术

数控机床正向精密，高速，环保的方向发展，精密和高速加工对传动提出了更高的要求。传统的传动链中要通过中间传动环节进行传动，而中间传动环节会产生较大的转动惯量，导致整个传动系统发生形变、振动，摩擦和噪声增大等不利现象，于是人们提出“直接传动”的概念，使直线电机有了更多的需求。

现有技术中的数控机床所用的有铁芯直线电机虽然能满足日常所需，但是它的动子重量和齿槽力引起的波动力对电机的速度和稳定性有很大的影响。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种有铁芯动磁式永磁同步直线电机，该电机采用动子轻量化，大大减小了动子重量和波动力对电机的影响。

为了解决上述技术问题，本实用新型的有铁芯动磁式永磁同步直线电机包括固定不动的定子和相对定子运动的动子；其特征在于所述动子包括动子铁框和沿其运动方向一字形排列粘贴在动子铁框下端面的至少一组永久磁铁；动子铁框为框架结构；每组永久磁铁由沿运动方向一字形交替排列的两类永久磁铁组成，一类永久磁铁产生向上方向的磁场，另一类永久磁铁产生向下方向的磁场。

所述动子铁框采用高导磁材料的铁框。

优选的，所述每组永久磁铁包括两个A永久磁铁，两个B永久磁铁，一个C永久磁铁；两个B永久磁铁排列在C永久磁铁的两侧，两个A永久磁铁分别排列在两个B永久磁铁的外侧。

所述的A永久磁铁的尺寸小于C永久磁铁。

所述A永久磁铁和C永久磁铁产生向上方向的磁场，B永久磁铁产生向下方向的磁场。

所述A永久磁铁和C永久磁铁产生向下方向的磁场，B永久磁铁产生向上方向的磁场。

所述定子包括硅钢片，至少一组线圈，绝缘纸，外框；硅钢片由多个硅钢薄片层叠构成，其上部由与永久磁铁相对且排列方向相同的多个凸起构成；线圈一对一套装在凸起上且线圈与凸起之间由绝缘纸隔离；硅钢片的下部与外框的下边框固定连接；每组线圈包括相位相差120°的3个线圈。

进一步，所述的动子还包括滑块，滑块固定在动子铁框的上边框下面；外框的上边框作为导轨与滑块配合；硅钢片的下部通过梯形销与外框的下边框固定连接。

所述的硅钢片与梯形销用胶粘在一起，梯形销通过螺钉固定在外框的下边框上。

进一步，在硅钢片顶面以下的部分，硅钢片、线圈、绝缘纸、梯形销和外框由密封胶灌封为一体。

所述的密封胶为环氧树脂。

所述的外框为铝制外框。

所述的永久磁铁均为钕铁硼磁铁。

本实用新型的工作原理：有齿槽永磁直线电机可以认为是旋转电机在结构方面的一种演变，它可看做是将一台旋转电机沿径向剖开，然后将电机的圆周展成直线。当初级线圈组通入三相正弦交流电后，便在气隙中产生一个行波磁场，当次级磁铁和行波磁场相互作用时便产生电磁推力，使动子作直线运动。

本实用新型在有齿槽直线电机的基础上，采用动磁式结构，与普通动线圈式直线电机相比大大减小了重量的影响，具有更大的加速度；同时由于边端磁铁宽度优化，提高了电机的稳定性；另外，采用集成化更高的动子铁框，与普通动线圈式直线电机相比，重量轻，同样推力情况下有着更大的加速度，并且成本低；定子由环氧树脂灌封为一体，能够加强电机的机械强度，同时也可以增强线圈组的导热性能。

本实用新型定子的外框骨架为铝制框架结构，该框架为电机动子的支撑框架；定子可以在导轨上自由移动，与普通有铁芯直线电机相比大大减小了齿槽力的影响，具有更小的推力波动，同时由于大大减小了动子重量的影响，提高了电机的速度和稳定性；与无铁心直线电机相比有着更高的推力密度。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细说明。

图1是本实用新型的有铁芯动磁式永磁同步直线电机的装配图；

图2是本实用新型的有铁芯动磁式永磁同步直线电机的动子结构局部示意图。

图3是本实用新型的有铁芯动磁式永磁同步直线电机的定子结构组成图。

图中：动子1，滑块11，A永久磁铁12，B永久磁铁13，C永久磁铁14，动子铁框15，定子2，硅钢片21，凸起211，线圈22，绝缘纸23，梯形销24，外框25，导轨251。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型的有铁芯动磁式永磁同步直线电机包括固定不动的定子2和相对定子2运动的动子1。

如图2所示，所述动子1包括滑块11，动子铁框15和沿其运动方向一字形排列粘贴在动子铁框15下端面的至少一组永久磁铁；动子铁框15为框架结构，滑块11固定在动子铁框15的上边框下面；每组永久磁铁包括两个A永久磁铁12，两个B永久磁铁13，一个C永久磁铁14；两个B永久磁铁13排列在C永久磁铁14的两侧，两个A永久磁铁12分别排列在两个B永久磁铁13的外侧；A永久磁铁12和C永久磁铁14产生向上方向的磁场，B永久磁铁13产生向下方向的磁场，且A永久磁铁12的尺寸小于C永久磁铁14，以降低齿槽力，有利于电机平稳运动。

作为简单替代的方式，A永久磁铁12和C永久磁铁14还可以产生向下方向的磁场，B永久磁铁13产生向上方向的磁场。

所述的永久磁铁均为钕铁硼磁铁。

如图3所示，所述定子2包括硅钢片21，两组线圈，绝缘纸23，梯形销24，外框25；所述的外框25的上边框作为导轨251与滑块11配合；硅钢片21由多个高导磁低涡流材料的硅钢薄片层叠构成，其上部由与永久磁铁相对且排列方向相同的多个凸起211构成；两组线圈22一对一套装在凸起211上且线圈22与凸起211之间由绝缘纸23隔离；外框25由铝制成，硅钢片21的下部通过梯形销24与外框25的下边框固定连接；梯形销24由10号钢制成，通过螺钉固定在外框25的下边框上；硅钢片21与梯形销24用胶粘在一起；每组线圈包括相位相差120°的3个线圈22；在硅钢片21顶面以下的部分，硅钢片21、两组线圈、绝缘纸23、梯形销24和外框25由密封胶灌封为一体使定子整体模块化。线圈组的数量可根据实际需要设定；所述的密封胶采用环氧树脂。

当各线圈22通电时，与A永久磁铁12、B永久磁铁13、C永久磁铁14产生的磁场相互作用产生推力，使动子1沿导轨251上作往复直线运动，产生三相交流电。

Claims (10)

1.一种有铁芯动磁式永磁同步直线电机，包括固定不动的定子(2)和相对定子(2)运动的动子(1)；其特征在于所述动子(1)包括动子铁框(15)和沿其运动方向一字形排列粘贴在动子铁框(15)下端面的至少一组永久磁铁；动子铁框(15)为框架结构；每组永久磁铁由沿运动方向一字形交替排列的两类永久磁铁组成，一类永久磁铁产生向上方向的磁场，另一类永久磁铁产生向下方向的磁场。

2.根据权利要求1所述的有铁芯动磁式永磁同步直线电机，其特征在于所述动子铁框(15)采用高导磁材料的铁框。

3.根据权利要求1所述的有铁芯动磁式永磁同步直线电机，其特征在于所述每组永久磁铁包括两个A永久磁铁(12)，两个B永久磁铁(13)，一个C永久磁铁(14)；两个B永久磁铁(13)排列在C永久磁铁(14)的两侧，两个A永久磁铁(12)分别排列在两个B永久磁铁(13)的外侧。

4.根据权利要求3所述的有铁芯动磁式永磁同步直线电机，其特征在于所述的A永久磁铁(12)的尺寸小于C永久磁铁(14)。

5.根据权利要求3或4所述的有铁芯动磁式永磁同步直线电机，其特征在于所述A永久磁铁(12)和C永久磁铁(14)产生向上方向的磁场，B永久磁铁(13)产生向下方向的磁场。

6.根据权利要求3或4所述的有铁芯动磁式永磁同步直线电机，其特征在于所述A永久磁铁(12)和C永久磁铁(14)产生向下方向的磁场，B永久磁铁(13)产生向上方向的磁场。

7.根据权利要求1所述的有铁芯动磁式永磁同步直线电机，其特征在于所述定子(2)包括硅钢片(21)，至少一组线圈，绝缘纸(23)，外框(25)；硅钢片(21)由多个硅钢薄片层叠构成，其上部由与永久磁铁相对且排列方向相同的多个凸起(211)构成；线圈(22)一对一套装在凸起(211)上且线圈(22)与凸起(211)之间由绝缘纸(23)隔离；硅钢片(21)的下部与外框(25)的下边框固定连接；每组线圈包括相位相差120°的3个线圈(22)。

8.根据权利要求7所述的有铁芯动磁式永磁同步直线电机，其特征在于所述的动子(1)还包括滑块(11)，滑块(11)固定在动子铁框(15)的上边框下面；外框(25)的上边框作为导轨(251)与滑块(11)配合；硅钢片(21)的下部通过梯形销(24)与外框(25)的下边框固定连接。

9.根据权利要求8所述的有铁芯动磁式永磁同步直线电机，其特征在于所述的硅钢片(21)与梯形销(24)用胶粘在一起，梯形销(24)通过螺钉固定在外框(25)的下边框上。

10.根据权利要求8所述的有铁芯动磁式永磁同步直线电机，其特征在于在硅钢片(21)顶面以下的部分，硅钢片(21)、线圈(22)、绝缘纸(23)、梯形销(24)和外框(25)由密封胶灌封为一体。

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