CN220234459U - 一种大功率密度多层动子减振线性电机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种大功率密度多层动子减振线性电机，由定子组以及动子组构成，其中：定子组包括：一对平行设置的E型铁芯，E型铁芯由两个铁芯端部、一个铁芯中部组成，铁芯中部与铁芯端部的尾端相连，形成铁芯磁路；铁芯中部上设置有绕组线圈，同组E型铁芯中的两个铁芯端部的磁极一致，铁芯中部的磁极与铁芯端部相反；动子组包括：至少两组动子铁芯、与动子铁芯数量对应的铁芯轴承以及中心轴；动子铁芯的两端分别插设两片径向充磁的充磁磁片。通过设置多层布置动子组件结构，实现相邻两层动子组件摆动方向相反，摆动惯性方向反向产生作用力和反作用力的工作效果，大幅抵消了摆动平面内沿摆动切向方向的振动，进而降低传导出机壳的噪音。

Description

一种大功率密度多层动子减振线性电机

技术领域

本实用新型属于电机技术领域，涉及一种大功率密度多层动子减振线性电机。

背景技术

传统的摆式线性电机大多为单层动子组件结构，单层动子组件左右摆动时，由于磁片与动子组件加工与装配误差造成动子质量分布关于动子摆动中心不完全对称；其次轴与轴承、轴承与动子铁芯中孔装配精度限制，轴心线与动子组件水平面的垂直度产生一定偏差。使得单层动子组件圆周摆动过程中，摆动角加速度不断变化，转动惯量作用下转轴不可避免产生摆动平面内沿摆动切向方向的大幅振动(该振动通过支撑部传导至外部机壳，噪音增加)，以及前者质量不均或装配误差造成的摆动平面内与摆动方向垂直的径向微小振动，后者的垂直度偏差以及轴向方向只有一个轴承支撑，轴承轴向刚度不足，又会造成关于动子摆动中心的垂直于摆动平面的扭转振动，振动量的增加使得噪音增加并且影响用户使用体验感。

实用新型内容

为了解决实施技术问题，本实用新型采用了以下技术方案：

一种大功率密度多层动子减振线性电机，由定子组以及动子组构成，其中：定子组包括：一对平行设置的E型铁芯，E型铁芯由两个铁芯端部、一个铁芯中部组成，铁芯中部与铁芯端部的尾端相连，形成铁芯磁路；铁芯中部上设置有绕组线圈，绕组线圈通电工作时，绕组线圈产生的磁场能够从铁芯中部经铁芯磁路传导至E型铁芯两个铁芯端部；同组E型铁芯中的两个铁芯端部的磁极一致，铁芯中部的磁极与铁芯端部相反；

动子组包括：至少两组动子铁芯、与动子铁芯数量对应的铁芯轴承以及中心轴；

各组动子铁芯之间采用上下方位布置，每个动子铁芯的中心位置均设置有用于安装铁芯轴承的中心孔，铁芯轴承紧配在中心孔位置中，中心轴穿套在各个铁芯轴承中，使各个动子铁芯能够依靠铁芯轴承以中心轴为中心实现圆周方向上的摆动；

动子铁芯的两端分别插设两片径向充磁的充磁磁片，同侧的两片充磁磁片充磁方向相反；而相邻的两层动子铁芯位置对应的充磁磁片的充磁方向相反。

作为本实用新型进一步的方案：两组E型铁芯中的铁芯中部、铁芯端部的磁极相反；

动子铁芯两侧的充磁磁片为对称设置。

作为本实用新型进一步的方案：两组E型铁芯中的铁芯中部、铁芯端部的磁极相同；

动子铁芯两侧的充磁磁片为磁极相反的结构布置。

作为本实用新型进一步的方案：还包括：支撑壳，该支撑壳的内部中空形成用于容纳动子组的内腔，支撑壳上下中心位置各设置有装套安装孔，中心轴的上下两端分别装入至装套安装孔中，并与其紧密配合；

支撑壳的两端分别成型有供E型铁芯插入的卡槽，卡槽与内腔相通，两组E型铁芯分别从卡槽插入，使得E型铁芯的铁芯端部以及铁芯中部靠近动子铁芯，通过支撑壳固定E型铁芯。

作为本实用新型进一步的方案：支撑壳上还设置有与内腔相通的输出件安装槽。

作为本实用新型进一步的方案：动子铁芯的两端设置充磁磁片的位置中设置有用于容纳充磁磁片的磁片插槽。

作为本实用新型进一步的方案：每个铁芯轴承上的两端位置分别设置有一个耐磨垫片。

作为本实用新型进一步的方案：动子铁芯的两端位置采用中空减重结构设计。

本实用新型的有益效果：通过设置多层布置动子组件结构，实现相邻两层动子组件摆动方向相反，摆动惯性方向反向产生作用力和反作用力的工作效果，大幅抵消了摆动平面内沿摆动切向方向的振动，进而降低传导出机壳的噪音，同时，多层布置的动子组件大大增加了做功单元体积密度，扭矩出力更大，同时，轴向方向动子组件高度降低，垂直轴向的不平衡扭转力降低，从而使得动子摆动中心的扭转振动强度随之降低，而且轴承轴向刚度相对增强，使得垂直于摆动平面的扭转振动减弱，提升了用户使用体验。

附图说明

图1是本实用新型结构示意图。

图2是本实用新型中动子组与定子组的结构示意图。

图3是本实用新型中动子组与定子组的又一结构示意图。

图4是本实用新型中动子组与定子组工作实施例示意图。

图5是本实用新型中动子组与定子组又一工作实施例示意图。

图6是本实用新型实施例中摆动件安装示意图。

图7是本实用新型中支撑壳的结构示意图。

图8是本实用新型中耐磨垫片的应用示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例，应理解，本申请不受这里公开描述的示例实施例的限制。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”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，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型实施例中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。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在本实用新型中的具体含义。

本实用新型提供了请参阅图1～8，本实用新型实施例中，一种大功率密度多层动子减振线性电机，由定子组1以及动子组3构成，其中：定子组1包括：一对平行设置的E型铁芯11，E型铁芯11由两个铁芯端部112、一个铁芯中部111组成，铁芯中部111与铁芯端部112的尾端相连，形成铁芯磁路；铁芯中部111上设置有绕组线圈12，绕组线圈12通电工作时，绕组线圈12产生的磁场能够从铁芯中部111经铁芯磁路传导至E型铁芯11两个铁芯端部112；同组E型铁芯11中的两个铁芯端部112的磁极一致，铁芯中部111的磁极与铁芯端部112相反；

动子组3包括：至少两组动子铁芯31、与动子铁芯31数量对应的铁芯轴承34以及中心轴32；

各组动子铁芯31之间采用上下方位布置，每个动子铁芯31的中心位置均设置有用于安装铁芯轴承34的中心孔311，铁芯轴承34紧配在中心孔311位置中，中心轴32穿套在各个铁芯轴承34中，使各个动子铁芯31能够依靠铁芯轴承34以中心轴32为中心实现圆周方向上的摆动；

动子铁芯31的两端分别插设两片径向充磁的充磁磁片33，同侧的两片充磁磁片33充磁方向相反，其中一个径向向外，一个径向向里；而相邻的两层动子铁芯31位置对应的充磁磁片33的充磁方向相反；

如图4-5所示，这样的结构方式布置下，E型铁芯11的铁芯中部111以及两个铁芯端部112电枢磁场与充磁磁片33励磁磁场同步相互作用(同一层动子组3件细分有8对电磁作用单元，做功密度增加)，且左右两端E型铁芯11电枢磁场对同一层动子组3的两端充磁磁片33产生同向的旋转驱动转矩，随着绕组电流方向切换，旋转驱动转矩也会反向，进而实现动子铁芯31的左右摆动，而在具体实施的时候，进行向外输出工作的摆动件套装在动子铁芯31的铁芯轴承34上，通过动子铁芯31实现左右摆动输出。

并且，由于相邻的两层动子铁芯31位置对应的充磁磁片33的充磁方向相反，在实现摆动工作的过程中，两组动子铁芯31反向摆动会产生作用力和反作用力，达到相互抵消转动惯量的效果。

本实施例中提供了两种结构布置方式来实现上述技术效果，具体如下：

实施例一：

如图4所示，在本实施例中，两组E型铁芯11中的铁芯中部111、铁芯端部112的磁极相反；在某一瞬时，左端E型铁芯11两个铁芯端部112的为电枢反应的N极(或者S极)，铁芯中部111为S极；而右端E型铁芯11两个铁芯端部112即为电枢反应的S极(或者N极)，铁芯中部111为N极，NS极随着时间切换；

动子铁芯31两侧的充磁磁片33为对称设置，假设靠上侧方向上的充磁磁片33为S极，下侧的充磁磁片33为N极；因此，在该实施例下，根据磁极相吸相斥的原理，动子铁芯31会以左边向上，右边向下的方式实现该瞬时下的摆动工作，而当E型铁芯11的NS极出现切换时，动子铁芯31会以左边向下，右边向上的方式再次实现摆动，依此往复实现动子铁芯31的摆动工作。

实施例二：

如图5所示，在本实施例中，两组E型铁芯11中的铁芯中部111、铁芯端部112的磁极相同；在某一瞬时，两组E型铁芯11两个铁芯端部112的同为电枢反应的N极(或者S极)，铁芯中部111为S极；

动子铁芯31两侧的充磁磁片33为磁极相反的结构布置，假设左边上侧方向上的充磁磁片33为S极，下侧的充磁磁片33为N极，那么右侧的充磁磁片33布置方式就是上侧为N极，下侧为S极，因此，在该实施例下，根据磁极相吸相斥的原理，动子铁芯31会以左边向上，右边向下的方式实现该瞬时下的摆动工作，而当E型铁芯11的NS极出现切换时，动子铁芯31会以左边向下，右边向上的方式再次实现摆动，依此往复实现动子铁芯31的摆动工作。

而在上述实施例中，E型铁芯11中铁芯端部112和铁芯中部111的磁极变化是根据输入绕组线圈12的正反电路决定的；动子铁芯31的摆动幅度根据电流输入的频率决定；动子铁芯31的扭矩大小根据输入电流的大小决定，因此，在实际使用的过程中，工作人员根据上述原理实现工作调节，达到所需要的技术效果。

并且，动子铁芯31的两端位置采用中空减重结构设计，一方面减轻动子组3件转动惯量，提高载荷响应速度，而且降低马达质量；另一方面中空隔磁结构提供使得动子组3件端部磁片励磁磁场的磁力线更加集中，磁路磁阻降低，气隙磁密增强，增加了动子组3件的输出扭矩。

进一步的，还包括：支撑壳2，该支撑壳2的内部中空形成用于容纳动子组3的内腔21，支撑壳2上下中心位置各设置有装套安装孔24，中心轴32的上下两端分别装入至装套安装孔24中，并与其紧密配合；

支撑壳2的两端分别成型有供E型铁芯11插入的卡槽23，卡槽23与内腔21相通，两组E型铁芯11分别从卡槽23插入，使得E型铁芯11的铁芯端部112以及铁芯中部111靠近动子铁芯31；

通过支撑壳2实现E型铁芯11、动子铁芯31的自由度限制，并且实现E型铁芯11与动子铁芯31相对位置的限制工作。

更进一步的，为了实现摆动件4的安装工作，支撑壳2上还设置有与内腔21相通的输出件安装槽22，摆动件4从输出件安装槽22中装入至动子铁芯31的铁芯轴承34上。

进一步的，动子铁芯31的两端设置充磁磁片33的位置中设置有用于容纳充磁磁片33的磁片插槽(图未示)，充磁磁片33设置于磁片插槽中，能够通过胶水等方式进行固定。

进一步的，每个铁芯轴承34上的两端位置分别设置有一个耐磨垫片35，通过耐磨垫片35调整轴承游隙，又使得两个铁芯轴承34能够实现轴向的相互间隔，并在装配时轴向定位，避免相互靠近的两铁芯轴承34的端面在摆动平面内高频反向振动时，直接接触造成摆动能量摩擦损耗掉，以及轴承磨损，影响寿命。

还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个......”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种大功率密度多层动子减振线性电机，其特征在于，由定子组以及动子组构成，其中：定子组包括：一对平行设置的E型铁芯，E型铁芯由两个铁芯端部、一个铁芯中部组成，铁芯中部与铁芯端部的尾端相连，形成铁芯磁路；铁芯中部上设置有绕组线圈，绕组线圈通电工作时，绕组线圈产生的磁场能够从铁芯中部经铁芯磁路传导至E型铁芯两个铁芯端部；同组E型铁芯中的两个铁芯端部的磁极一致，铁芯中部的磁极与铁芯端部相反；

动子组包括：至少两组动子铁芯、与动子铁芯数量对应的铁芯轴承以及中心轴；

各组动子铁芯之间采用上下方位布置，每个动子铁芯的中心位置均设置有用于安装铁芯轴承的中心孔，铁芯轴承紧配在中心孔位置中，中心轴穿套在各个铁芯轴承中，使各个动子铁芯能够依靠铁芯轴承以中心轴为中心实现圆周方向上的摆动；

动子铁芯的两端分别插设两片径向充磁的充磁磁片，同侧的两片充磁磁片充磁方向相反；而相邻的两层动子铁芯位置对应的充磁磁片的充磁方向相反。

2.根据权利要求1所述的一种大功率密度多层动子减振线性电机，其特征在于，两组E型铁芯中的铁芯中部、铁芯端部的磁极相反；

动子铁芯两侧的充磁磁片为对称设置。

3.根据权利要求1所述的一种大功率密度多层动子减振线性电机，其特征在于，两组E型铁芯中的铁芯中部、铁芯端部的磁极相同；

动子铁芯两侧的充磁磁片为磁极相反的结构布置。

4.根据权利要求1所述的一种大功率密度多层动子减振线性电机，其特征在于，还包括：支撑壳，该支撑壳的内部中空形成用于容纳动子组的内腔，支撑壳上下中心位置各设置有装套安装孔，中心轴的上下两端分别装入至装套安装孔中，并与其紧密配合；

支撑壳的两端分别成型有供E型铁芯插入的卡槽，卡槽与内腔相通，两组E型铁芯分别从卡槽插入，使得E型铁芯的铁芯端部以及铁芯中部靠近动子铁芯，通过支撑壳固定E型铁芯。

5.根据权利要求4所述的一种大功率密度多层动子减振线性电机，其特征在于，支撑壳上还设置有与内腔相通的输出件安装槽。

6.根据权利要求1所述的一种大功率密度多层动子减振线性电机，其特征在于，动子铁芯的两端设置充磁磁片的位置中设置有用于容纳充磁磁片的磁片插槽。

7.根据权利要求1所述的一种大功率密度多层动子减振线性电机，其特征在于，每个铁芯轴承上的两端位置分别设置有一个耐磨垫片。

8.根据权利要求1所述的一种大功率密度多层动子减振线性电机，其特征在于，动子铁芯的两端位置采用中空减重结构设计。