一種直線電機的製作方法
2024-03-08 04:26:15
專利名稱：一種直線電機的製作方法
技術領域：
本發明屬於直線電機領域，具體應用於永磁直線電機製造及其伺服控制。
背景技術：
隨著精密製造技術和數控技術的發展，高速、高效、高精度成為當前數控工具機的發展方向，長行程永磁式直線電機由於其大行程、高精度、高加速度和大推力等優點，在高精密加工中佔有獨特的地位。傳統的永磁同步旋轉電機及直線電機的磁鋼分布中磁鋼只有一排，見葉雲嶽《直線電機原理及應用》Page6～7，機械工業出版社，在控制過程中存在齒槽磁阻效應，降低了電機運行的平穩性，嚴重影響了該類直線電機的控制性能。
發明內容
本發明提出一種直線電機，優化直線電機定子結構以有效消弱直線電機齒槽磁阻效應，減輕直線電機在運行過程中的推力波動。
本發明的一種直線電機，由定子和動子組成，其中定子包括磁鋼、直線導軌、底座，動子包括動子鐵芯、線圈繞組及齒槽、滑臺臺面，定子與底座連為一體，並與直線導軌所支撐的動子之間存在氣隙，以使動子能夠沿直線導軌運動；其特徵為所述定子中的磁鋼分為兩排並行排列，並行排列的相鄰磁鋼相互錯位1個齒槽寬度。
所述的一種直線電機，其特徵為所述磁鋼橫截面上部呈弧形。
所述的一種直線電機，其進一步特徵為所述磁鋼橫截面上部弧形為圓弧，圓弧的半徑為26±1.5mm。
本發明從直線電機定子結構優化出發把磁鋼分為兩排，兩排磁鋼錯位分布，以削弱端部效應和磁阻效應的影響，並減輕邊端效應引起的推力不穩定問題，同時對磁鋼的外形結構進行了優化，具有高性能的正弦波氣隙磁場；可以有效消弱直線電機齒槽磁阻效應，減輕直線電機在運行過程中的推力波動，保證在電機的控制過程中直線電機的高速穩定運行，體現了高速、高加速度、高精度和高動態特性。從很大程度上解決了長期以來困擾直線電機控制技術發展的難題，極大地促進了該類直線電機的實際應用。
圖1為本發明的結構示意圖；圖2為圖1中A-A剖面圖；圖3為定子磁鋼的排列圖；圖4為單個磁鋼的剖面圖，即圖3單個定子磁鋼的B-B剖面圖。
具體實施例方式
以下結合附圖對本發明的實施狀態進一步說明。
如圖1和圖2所示，其中動子包括動子鐵芯1、線圈繞組及齒槽2、滑臺臺面7；定子包括磁鋼3、直線導軌4、底座5；動子和定子之間存在著氣隙6。
如圖3所示直線電機定子採用了錯位分布的磁鋼，圖中磁鋼3，磁鋼間隙8，磁鋼分為兩排，並列兩排的磁鋼相互錯位1個齒槽寬度。從而可以減小磁場的突變，以削弱磁阻效應的影響，減輕電機在運動過程中的推力不穩定問題。經過優化設計的磁鋼橫截面上部呈弧形，以便定子和動子之間的氣隙磁場呈正弦分布，從而削弱磁阻效應的影響，提高電機電磁耦合的性能。
作為一個實施例，該直線電機的定子的總體長度為500mm；磁鋼分兩排，每排23塊磁鋼；永磁磁鋼採用高性能永磁材料釹鐵硼，圖4為定子中單個磁鋼的剖面圖，磁鋼橫截面上部圓弧的半徑為26±1.5mm；直線電機的機座選用45號鋼，與永磁磁鋼構成迴路；導軌型號為SBG20SL。
權利要求
1.一種直線電機，由定子和動子組成，其中定子包括磁鋼、直線導軌、底座，動子包括動子鐵芯、線圈繞組及齒槽、滑臺臺面，定子與底座連為一體，並與直線導軌所支撐的動子之間存在氣隙，以使動子能夠沿直線導軌運動；其特徵為所述定子中的磁鋼分為兩排並行排列，並行排列的相鄰磁鋼相互錯位1個齒槽寬度。
2.如權利要求1所述的一種直線電機，其特徵為所述磁鋼橫截面上部呈弧形。
3.如權利要求1或2所述的一種直線電機，其特徵為所述磁鋼橫截面上部弧形為圓弧，圓弧的半徑為26±1.5mm。
全文摘要
一種直線電機，屬於直線電機領域，用於永磁直線電機製造及其伺服控制。本發明目的在於有效消弱直線電機齒槽磁阻效應，減輕直線電機在運行過程中的推力波動。本發明由定子和動子組成，定子包括磁鋼、直線導軌、底座，磁鋼分為兩排並行排列，並行排列的相鄰磁鋼相互錯位1個齒槽寬度；動子包括動子鐵芯、線圈繞組及齒槽、滑臺臺面，定子與底座連為一體，並與直線導軌所支撐的動子之間存在氣隙，以使動子能夠沿直線導軌運動。本發明可以保證在電機的控制過程中直線電機的高速穩定運行，從很大程度上解決了長期以來困擾直線電機控制技術發展的難題，極大地促進了該類直線電機的實際應用。
文檔編號H02K1/12GK1655429SQ20051001833
公開日2005年8月17日 申請日期2005年3月4日 優先權日2005年3月4日
發明者艾武, 金振榮, 陳幼平, 張代林, 劉凌雲, 杜志強, 常雪峰, 謝經明, 餘文勇 申請人:華中科技大學