CN2824419Y - 新型直线往复式电动机 - Google Patents

Abstract

一种新型直线往复式电动机，属于电动机。该新型直线往复式电动机定子磁极分别装在两块底板上，两块底板与一块顶板联在一起，同时顶板与上、下底板形成一条磁回路，用在大功率时，定子磁极数可以为6、12、18…，每只定子磁极上都缠有绕组，并联有续流二极管，中间为直线运行的动子，动子由极块及支架组成，保证动子在一定位置运行，两端装有轴承定位器，新型直线往复式电动机定子绕组，由整流盘供电。本电动机特点：1.电动机定子两端安装四只轴承为定位器，加大工作力矩；2.整流供电系统使电动机运行可靠；3.动子直接在定子中以低速运动，使用寿命长，故障少，维修方便；4.电动机为低速大扭矩，且可无级调速，直接做直线往复运动。

Description

新型直线往复式电动机

                               技术领域

本实用新型涉及一种电动机，特别是一种速度可调、大力矩的新型直线往复式电动机。

                               背景技术

目前，现有的电机领域内没有直接做直线往复运动的电动机。现在有许多负载设备需要直线往复运动动力源，现有的直线往复动力源，往往是在现有的高转速低扭矩电动机后连接一个齿轮减速箱，通过齿轮箱降低电机的转速使电动机的力矩加大，然后再通过其它机械装置将旋转运动变成直线往复运动，以此来获得直线往复运动源，该直线往复运动使用的设备多、结构复杂，故障多，维修困难，使用寿命短！

                               发明内容

本实用新型的目的是要提供一种、结构简单，故障少，维修方便，使用寿命长的新型直线往复式电动机。

本实用新型的目的是这样实现的：该直线往复电动机包括两块底板，底板上装有定子磁极，定子磁极上有绕组，联接两块底板的有顶板，动子包括有动子极块及支架组成，其定子磁极及转子极块的特点是：

(1)定子磁极6只或6*2只或6*3只…，形成三极对或多极对独立工作组；定子磁极中心距称极距τ1，动子极块中心距，称动子极距τ2，两者关系为：τ2＝1.5τ1；动子极块数目决定动子运行距离；动子极块宽度b等于动子极块在极拉伸力作用下移动的距离；动子极块距离τ2＝τ1+动子极块6；定子磁极8只或8*2；8*3…，形成四极对或多极对独立工作组，动子极块极距τ2等于定子磁极极距τ1加动子极块b，即τ2＝τ1+b，动子极块宽度等于动子在相应磁拉伸力作用移动的距离；移动的动子定位靠定子两端两对轴承组定位或定子磁极面装铜条来定位，即定子磁极间装铜条，铜条间距离比动子极块厚度大0.05mm左右；

(2)直线往复式电动机用于单行程冲压负载，定子磁极一般为一对，个别可用多对；定子磁极长度L一般为动子极长度宽度2倍左右，定子磁极圆柱形，动子极块也为圆柱形，直线往复式电动机用于单行程冲压，特点是：开始启动工作时，动子极块前进边与定子磁极后边接近对齐，如附图1中aa’位置，此时冲压力矩大，这种新型单行程，冲压电动机启动电流小，能进行反接制动。

新型直线往复式电动机，通过整流盘向电动机供电，整流盘结构为二圆铜环组成的集流环，6个铜整流片，如直线电往复电动机行程短，整流盘可制成长条状，其长度等于行程，供电电特点在于：

(1)机械控制线路：定子激磁绕组为3对极，6对极、9对极…，形成三极对组独立工作电路，定子激磁绕组有三端形成一公共点，接主电源“负”端，定子激磁绕组另三端接到整流片上；主电源“正”端接到整流盘集流环上，集流环通过电刷与整流片相接，分正反方向移动电刷的电刷，为了减少火花，定子磁极绕组上并联有续流二极管；整流盘上整流片两都有电阻，向某方向移动，进入端电阻短路，电刷离开整流片时，电阻接入，使电刷离开整流片火花大大减少；

(2)可控硅控制线路：定子磁极绕组3对极或3*2…，有三个端头联在一起形成一个公共端(四对磁极绕组为四个端头联在一起)公共端接到外加电压整流桥Z1的“正”联在一起；定子磁极绕组另三(四)个端头接到可控硅的阳极，几只可控硅阴极与外加电源“负”联在一起，主整流桥Z1另两端接外加交流电源；定子磁极绕组都并有续流二极管，触发电源整流桥的正端接继电器K常开，常闭结点中点，常开、常闭结点接整流环；整流环上触发电压通过电刷引到整流片上，再引到各个可控硅的触发极上，两组电刷引到整流片上电，使电动机向不同方向运动；在动子(21)上装指示杆(22)，指示杆间距离，等于动子极块每次受力移动的距离6，将b1通过整流盘轴转化成弧距b2、b3，即每只整流片长度；

(3)可控硅光控线路：可控硅的触发电压来自三只三极管(BT1；BT2；BT3)射极输出，四对定子磁极对组为四只可控硅、四只三极管射极输出，这种控制线路是用一块2mm左右厚的深色绝缘材料板固定在动子极块上，沿绝缘板周边两旁装有三对光发射管、接收管；二只光发射管与接收管之间距离约3mm左右，绝缘板上开有窗孔，窗孔间距离为0.5τ1，窗孔周边长等于动子极块宽，通过窗孔，三只接收管依此射极输出，使相应的可控硅依次导通，动子移动，动子向另一方向移动，通过另一套三对发射管、接收管，每套三对相距0.5τ1。

在动子极块前进边与相应定子磁极后边相距3-8mm时，该定子磁极绕组供电，定子磁极绕组通过时间为动子极块移动距离、为动子极块宽度时，该定子磁极绕组断电，此时相应的下一只定子磁极绕组供电。

有益效果：由于采用上述方案，定子磁极间空气隙宽度随着电机容量而不同，这样可加大工作力矩；在电动机定子两端设置四只轴承定位，这对加大电机工作力矩有很大益处。

该电动机中将直线运动整流供电换向转变成旋转运动整流供电换向，这样，对直线往复距离大有很大方便。

向定子绕组供电有三种方式：一种是外加电压通过整流片与定子磁极绕组直接联接，离开时，通过电阻可以减少火花；另一种是通过可控硅，将外加电压加到定子磁极绕组上，而可控硅的触发电压来自三极管输出，而三极管导通受光控管控制；第三种方式是外加可控硅触发电压是通过整流盘轮流加到可控硅上，使定子磁极绕组轮流供电。

当定子磁极绕组产生的磁场中心线与通过相应的动子(转子)极块感应的磁场中心线位置不一致时，产生磁拉伸力，推动动子极块运动，当定磁极后边与对应的动子极块前边相接近时，磁拉伸力最大，此时，这组定子磁极绕组应通电；当定子磁极绕组产生的磁场中心线与相应感应的动子极块磁场中心线将接近前，此组定子磁极绕组应该断电，因磁拉伸力接近最小。该电动机结构简单，故障少，维修方便，使用寿命长，达到了本实用新型的目的。本实用新型与现有电动机相比有如下几个特点：一、电动机定子两端用四只轴承将运行中动子定位，加大工作力矩；二、改善整流供电系统，使电动机运行可靠；三、没有其它辅助零部件，动子直接在定子中以低速运动，使用寿命长，故障少，维修方便；四、此新型直线往复式电动机为低速大扭矩，且可无级调速，直接做直线往复运动，为人们提供了一个直接做直线往复运动的动力源。

附图说明

图1为一般新型直线往复式电动机原理结构图。

图1-1为图1的线圈接线图。

图2为一般新型6极直线往复式电动机原理结构图。

图3为一般新型8极直线往复式电动机原理结构图。

图4为新型直线往复式电动机用于单向冲压原理结构图。

图5-a为一般新型6极直线往复式电动机供电整流盘接线结构图。

图5-b为一般新型直线往复式电动机供电整流盘轴的结构图。

图5-c为一般新型直线往复式电动机供电整流盘电刷串联电阻的接线图。

图6为一般新型直线往复式电动机可控硅整流盘接线图。

图7为一般新型直线往复式电动机光控供电接线图。

具体实施方式

实施例1：在附图1中，定子三只磁块N1、N2、N3及另三只磁极块S1、S2、S3分别装在底板1及1’上，定子磁极由极身3及极靴2组成，极靴宽约是极身宽1.5倍左右。定子极距约为极身2倍，动子极距τ2等于定子极距τ1加动子极宽b，动子极宽为动子极块受磁接伸力作用移动的距离。动子极宽b等于定子磁极极身3宽度，动子由动子极块6及支架5组成，整个动子在外设专门板上滑动，带动负载工作。定子两端设有两对轴承4，这两对轴承4形成定位器，使动子在定子磁极中间位置运动，使产生工作力矩最大。用一块顶板将固定有定子磁极两块底板固定在一起，顶板同时为定子磁回路。

动子极块前边与定子磁极后边接近，此时如图1中CC位置，此时定子磁极N2、S2供电，产生的磁拉伸力最大，使动子向左移动，当动子极块后边与定子磁极后边接近时，此时定子磁极N3、S3与付近的动子极块产生的磁拉伸力最小，此时定子磁极N3、S3绕组应断电。如图1中CC、ee与定子磁极边相近位置C、C；e、e位置，此时定子磁极绕组N2、S2供电，电动机动子向左移动，如若此时对定子磁极绕组N1、S1供电，电动机动子受磁拉伸力作用最向右移动。如附图1所示，在串联的三定子磁极绕组旁并联三只二极管，此三只二极管称续流二极管，作为减少火花并加大工作力矩用。每一个定子磁极绕组通电时间等于动子移动极块宽度距离所需时间。

附图2所示，定子磁极对数为6极对组，6只定子磁极固定在同一底板上，动子极块数目根据动子移动距离决定。附图1及附图2所示有一共同特点，三对定子磁极对组形成一独立工作组。三对定子磁极对组形成一独立工作组特点是：动子极块宽度等于1/2定子磁极距；动子极块距等于1.5倍定子磁极距；同时工作的定子磁极数等于独立的磁极对组数。

在附图5-a中，所示的定子磁极为三极对组组成的独立电路(如附图1及附图2)，三极对组中定子磁极绕组供电秩序，供电时间有严格规定，否则电动机不能正常工作。如附图5-a中，整流桥Z0通过继电器KA常开、常闭结点向整流盘上集流环4、5供电，集流环4、5通过电刷a1、b1及电刷a2、b2接通整流片，接通定子磁极绕组，使电动机作相反方向运动，整流片1、2、3、1’、2’、3’与定子磁极绕组一、二、三相接，当动子极块前进边与相应的定子磁极后边相接近时，磁拉伸力最大，此时，这组定子磁极绕组应通电，当动子极块后边与相应定子磁极后边相接近时，此时，这组定子磁极绕组应断电，磁拉伸力近最低。在附图5-a整流盘线路中，电刷离开整流片会产生火花，减少火花的办法，是在定子磁极绕组中并上续流二极管。

实施例2：附图3所示，定子磁极对数为8极对组，也即由8只定子磁极形成一独立工作组，16只定子磁极形两独立工作组，此时直线往复电动机输出功率大一倍。4对定子极对组形成独立工作组特点是：动子极块宽度等于1/3定子磁极极距；定子磁极极身约等于动子极块宽度；动子极距τ2等于定子磁极距τ1加动子极宽b；用8对定子磁极对组形成两独立工作组，直线往复式电动机输出功率加一倍。8只定子磁极形成独立工作组，缺点每次动子受磁拉伸力移动距离短，优点轮出力矩大。其它与实施例1同，略。

实施例3：在附图4中，所示的为直线往复式电动机用于单行程冲压负载。定子磁极可为一对或多对，一般同时送电工作，定子磁极上缠有绕组14，定子磁极11的长度又一般为动子极块12每次受力作用移动距离长度约2倍，定子磁极11为圆柱形，动子极块12也为圆柱形，直线往复电动机用于单行程冲压，特点是：开始工作时，也即启动时，动子极块前进边与定子磁场后边接近对齐，如附图1中aa’位置此时磁拉伸力最大，很多冲压负载需要起始力矩大，如压缩阀门13。冲压行程大，一般电磁铁起始时空气隙距离大，起始力矩小，故一般电磁铁吸引力工作行程不适宜大。这种新型电动机属于低速大力矩款型，故而直线往复电动机启动电流小，能进行反接制动这对于安全运行有很大好处。

实施例4：在附图5-b中，所示的整流盘轴是由旋转运动的，直线往复式电动机的动子是直线运动的，将动子的直线运动转化为整流盘的旋转运动的装置，在动子21上装指示杆22，指示杆22的距离为动子极块宽b，即定子磁极绕组通电，动子极块移动距离b1，将b1通过整流盘轴转化成弧距b2、b3，即每只整流片长。其它与实施例1同，略。

实施例5：附图5-C中，电刷离开整流片会产生火花，减少火花的另一个办法，是串联电阻，当电刷离开整流片时通过外加电阻离开，电刷进入整流片，将外加电源短路。其它与实施例1同，略。

实施例6：在附图6中，为可控硅整流盘，可控硅触发电压通过集流环、电刷，集流环上触发电压加到相应的整流片上，整流片与定子磁极绕组相接，而可控硅的触极与整流片相接。这样，可控硅依次触发，依次导通。它与附图5-a机械整流盘的区别在于：1、可控硅整流将可控硅阳、阴极串入定子磁极绕组电路；2、可控硅的触发电压加到整流盘上集流环C、C’上，通过集流环依此加到1、2、3上，整流片与相对应的触发极接通，控制相应可控硅导通。其它与实施例1同，略。

实施例7：在附图7中，所示的为光控供电接线，可控硅触发电压来自受光控的三极管发射极输出，发射极输出受光控制。其它与实施例1同，略。

Claims (2)

1、一种新型直线往复式电动机，其特征是：包括两块底板，底板上装有定子磁极，定子磁极上有绕组，有一顶板将两块底板连接为一体，动子包括有动子极块及支架组成，其定子磁极及转子极块的特点是：

(1)定子磁极为6只，为三极对或者多极对独立工作组；或者定子磁极为8只，为四极对或多极对独立工作组，在定子两端安装两对轴承组；或者在定子磁极面上安装铜条，铜条间距离大于动子极块厚度0.05mm；

(2)直线往复式电动机定子磁极为一对，或者为多对；定子磁极的长度为动子极长度的2倍左右，定子磁极圆柱形，动子极块也为圆柱形。

2、根据权利要求1所述的新型直线往复式电动机，其特行征是：新型直线往复式电动机，有整流盘，整流盘结构为二圆铜环组成的集流环，6个铜整流片，整流盘或者制成长条状，其长度等于行程，供电特点在于：

(1)机械控制线路：定子激磁绕组为3对极，6对极、9对极…，为三极对组独立工作电路，定子激磁绕组有三端形成一公共点，接主电源“负”端，定子激磁绕组另三端接到整流片上；主电源“正”端接到整流盘集流环上，集流环通过电刷与整流片相接，定子磁极绕组上并联有续流二极管；整流盘上整流片两端都有电阻；

(2)可控硅控制线路：定子磁极绕组3对极或3*2…，三个端头联在一起接到整流桥Z1的“正”；定子磁极绕组另三或者四个端头分别接到可控硅的阳极，可控硅阴极与主整流桥Z1的“负”联在一起，主整流桥Z1另两端接外加交流电源；定子磁极绕组都并联续流二极管，触发电源整流桥的正端接继电器K常开，常闭结点中点，常开、常闭结点接整流环；整流环通过电刷与整流片连接，整流片分别与各个可控硅的触发极连接；在动子(21)上装指示杆(22)，指示杆间距离与整流片长度相等；

(3)可控硅光控线路：可控硅的触发极分别与三极管(BT1；BT2；BT3)射极输出端连接，控制线路通过绝缘材料板固定在动子极块上，绝缘板周边两旁装有三对光发射管、接收管；二只光发射管与接收管之间距离约3mm左右，绝缘板上开有窗孔。

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