一種單相圓筒形開關(guān)磁阻直線電機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種直線電機(jī)，尤其是用于直線振動(dòng)的一種單相圓筒形開關(guān)磁阻直線電機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]直線電機(jī)是一種可以將電能和直線運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的機(jī)械能量直接進(jìn)行快速轉(zhuǎn)換的傳動(dòng)裝置。由于直線電機(jī)不需要把旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變?yōu)橹本€運(yùn)動(dòng)的附加裝置，使得系統(tǒng)本身的結(jié)構(gòu)大為簡化，質(zhì)量和體積減小。在直線驅(qū)動(dòng)領(lǐng)域，直線電機(jī)可以直接傳動(dòng)，可以消除中間環(huán)節(jié)帶來的各種定位誤差。直線電機(jī)的結(jié)構(gòu)多種多樣，作為一種特殊結(jié)構(gòu)的電機(jī)，圓筒形直線電機(jī)是普通旋轉(zhuǎn)電機(jī)在結(jié)構(gòu)上的演化，將旋轉(zhuǎn)電機(jī)沿著徑向剖開拉直，就可以得到扁平型的直線電機(jī)，然后沿著垂直于直線運(yùn)動(dòng)的方向?qū)⒈馄降碾姍C(jī)卷接起來，就構(gòu)成了圓筒形直線電機(jī)。
[0003]圓筒形直線電機(jī)是封閉的圓筒形結(jié)構(gòu)，電機(jī)鐵芯是閉合的，無橫向開斷，因此不存在橫向端部效應(yīng)，電機(jī)內(nèi)磁場沿圓周均勾分布，單位體積推進(jìn)力大大提高。電機(jī)定子和動(dòng)子之間的法向磁拉力相互抵消，電機(jī)可靠性明顯提高。此外，使用質(zhì)量輕的非導(dǎo)磁材料制造電機(jī)動(dòng)子的中心軸，有效節(jié)省了硅鋼材料，降低制作成本，也減輕了電機(jī)本體的重量。
[0004]但是，現(xiàn)有的圓筒形直線電機(jī)，當(dāng)其需要提高推力時(shí)，必須提高導(dǎo)磁材料或者永磁體的性能，增加導(dǎo)磁材料或者永磁體的體積，提高導(dǎo)磁材料或者永磁體的性能直接帶來的問題是成本較高，而且導(dǎo)磁材料和永磁體的加工工藝要求很高，非常復(fù)雜；增加導(dǎo)磁材料或永磁體的體積，則必然導(dǎo)致磁路導(dǎo)致單位體積出力較低的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明提供一種單相圓筒形開關(guān)磁阻直線電機(jī)，克服了現(xiàn)有的圓筒形直線電機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜且單位體積出力較低的問題。
[0006]本發(fā)明的單相圓筒形開關(guān)磁阻直線電機(jī)，其包括:電機(jī)定子部分、電機(jī)動(dòng)子部分和直線軸承；
[0007]其中，電機(jī)定子部分包括:定子套筒和繞組線圈；其中，定子套筒內(nèi)部形成環(huán)形定子槽，定子套筒的兩個(gè)平面板為定子齒，兩個(gè)定子齒上設(shè)有弧形槽，定子套筒的一個(gè)弧面板為定子軛部，且定子齒與定子軛部一體成形；
[0008]電機(jī)動(dòng)子部分包括:3個(gè)動(dòng)子齒圓環(huán)和動(dòng)子軛套筒；
[0009]連接關(guān)系為:
[0010]繞組線圈繞制于定子套筒的定子軛部內(nèi)壁上；直線軸承嵌于動(dòng)子軛套筒筒內(nèi)，且直線軸承與動(dòng)子軛套筒內(nèi)壁貼合固定；三個(gè)動(dòng)子齒圓環(huán)等間距的套于動(dòng)子軛套筒外壁上，且動(dòng)子齒圓環(huán)與動(dòng)子軛套筒外壁貼合固定；三個(gè)動(dòng)子齒圓環(huán)之間形成兩個(gè)動(dòng)子槽；三個(gè)動(dòng)子齒圓環(huán)的中間一個(gè)與繞組線圈表面之間留有間隙，另外兩個(gè)與兩個(gè)定子齒的弧形槽內(nèi)壁之間留有間隙。[0011 ] 進(jìn)一步的，所述的定子套筒的定子齒、定子軛部均采用導(dǎo)磁介質(zhì)。
[0012]進(jìn)一步的，所述的繞組線圈為餅式線圈，形成一相繞組。
[0013]進(jìn)一步的，所述的動(dòng)子齒圓環(huán)和動(dòng)子軛套筒采用導(dǎo)磁介質(zhì)制成。
[0014]本發(fā)明的有益效果是:
[0015]本發(fā)明的單相圓筒形開關(guān)磁阻直線電機(jī)將餅式繞組線圈嵌放于環(huán)形定子槽內(nèi)，省去了相間絕緣，從而簡化了電機(jī)制造工藝，提高了槽利用率，增大了動(dòng)子的推進(jìn)力；其電機(jī)采用圓筒形結(jié)構(gòu)，密封性能好，結(jié)構(gòu)簡單堅(jiān)固，消除了電機(jī)端部效應(yīng)和法向磁拉力。因此本發(fā)明的單相圓筒形開關(guān)磁阻直線電機(jī)可靠性高，推進(jìn)力密度高，能夠滿足往復(fù)直線振動(dòng)的運(yùn)動(dòng)場合，適合在工業(yè)直線振動(dòng)推廣使用。
【附圖說明】
[0016]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0017]圖1為本發(fā)明的單相圓筒形開關(guān)磁阻直線電機(jī)的三維剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖2為本發(fā)明的單相圓筒形開關(guān)磁阻直線電機(jī)的二維截面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖中標(biāo)號說明:
[0020]I一電機(jī)定子部分；2—定子套筒；3—環(huán)形定子槽；4一定子齒；5—定子軛部；6—繞組線圈；7 —電機(jī)動(dòng)子部分；8—?jiǎng)幼育X圓環(huán)；9一動(dòng)子軛套筒；10—?jiǎng)幼硬郏?1 一直線軸承。
【具體實(shí)施方式】
[0021]如圖1和圖2所示，本發(fā)明的單相圓筒形開關(guān)磁阻直線電機(jī)包括:電機(jī)定子部分1、電機(jī)動(dòng)子部分7和直線軸承11。
[0022]其中，電機(jī)定子部分I包括:定子套筒2和繞組線圈6。其中，定子套筒2內(nèi)部形成環(huán)形定子槽3，定子套筒2的兩個(gè)平面板為定子齒4，兩個(gè)定子齒4上設(shè)有弧形槽，定子套筒2的一個(gè)弧面板為定子軛部5，且定子齒4與定子軛部5 —體成形；電機(jī)動(dòng)子部分7包括三個(gè)動(dòng)子齒圓環(huán)8和動(dòng)子軛套筒9。
[0023]繞組線圈6繞制于定子套筒2的定子軛部5內(nèi)壁上；直線軸承11嵌于動(dòng)子軛套筒9筒內(nèi)，且直線軸承11與動(dòng)子軛套筒9內(nèi)壁貼合固定；三個(gè)動(dòng)子齒圓環(huán)8等間距的套于動(dòng)子軛套筒9外壁上，且動(dòng)子齒圓環(huán)8與動(dòng)子軛套筒9外壁貼合固定；三個(gè)動(dòng)子齒圓環(huán)8之間形成兩個(gè)動(dòng)子槽10 ;三個(gè)動(dòng)子齒圓環(huán)8的中間一個(gè)與繞組線圈6表面之間留有間隙，另外兩個(gè)與兩個(gè)定子齒4的弧形槽內(nèi)壁之間留有間隙。
[0024]定子套筒2包括二個(gè)定子齒4和定子軛部5，二個(gè)定子齒4水平設(shè)置，且二個(gè)定子齒4的一端分別與定子軛部5的兩端固定連接，另一端與兩端的兩個(gè)個(gè)動(dòng)子齒圓環(huán)8間隙配合。二個(gè)定子齒4和定子軛部5之間形成環(huán)形定子槽3，繞組線圈6嵌放于環(huán)形定子槽3內(nèi)，兩者貼合固定。
[0025]其中定子套筒2、動(dòng)子齒圓環(huán)8、動(dòng)子軛套筒9均為導(dǎo)磁介質(zhì)。繞組線圈6為餅式線圈，形成一相繞組；
[0026]工作原理為:當(dāng)繞組線圈6通電時(shí)將會產(chǎn)生軸向的磁通，該磁通經(jīng)過動(dòng)子軛套筒9、氣隙、定子齒4、定子軛部5和動(dòng)子齒圓環(huán)8形成閉合回路，運(yùn)行遵循“磁阻最小原理”，磁通沿著磁阻最小的路徑閉合，所產(chǎn)生的磁場由于磁力線扭曲而產(chǎn)生切向磁拉力，即產(chǎn)生電磁推進(jìn)力。
[0027]當(dāng)然，本發(fā)明還可有其他多種實(shí)施例，在不背離本發(fā)明精神及其實(shí)質(zhì)的情況下，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員當(dāng)可根據(jù)本發(fā)明作出各種相應(yīng)的改變和變形，但這些相應(yīng)的改變和變形都應(yīng)屬于本發(fā)明所附的權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種單相圓筒形開關(guān)磁阻直線電機(jī)，其特征在于，包括:電機(jī)定子部分(I)、電機(jī)動(dòng)子部分(7)和直線軸承(11); 其中，電機(jī)定子部分(I)包括:定子套筒(2)和繞組線圈￠);其中，定子套筒(2)內(nèi)部形成環(huán)形定子槽(3)，定子套筒(2)的兩個(gè)平面板為定子齒(4)，兩個(gè)定子齒(4)上設(shè)有弧形槽，定子套筒(2)的一個(gè)弧面板為定子軛部(5)，且定子齒(4)與定子軛部(5) —體成形； 電機(jī)動(dòng)子部分(7)包括:3個(gè)動(dòng)子齒圓環(huán)(8)和動(dòng)子軛套筒(9); 連接關(guān)系為: 繞組線圈(6)繞制于定子套筒(2)的定子軛部(5)內(nèi)壁上；直線軸承(11)嵌于動(dòng)子軛套筒(9)筒內(nèi)，且直線軸承(11)與動(dòng)子軛套筒(9)內(nèi)壁貼合固定；三個(gè)動(dòng)子齒圓環(huán)(8)等間距的套于動(dòng)子軛套筒(9)外壁上，且動(dòng)子齒圓環(huán)(8)與動(dòng)子軛套筒(9)外壁貼合固定；三個(gè)動(dòng)子齒圓環(huán)(8)之間形成兩個(gè)動(dòng)子槽(10);三個(gè)動(dòng)子齒圓環(huán)(8)的中間一個(gè)與繞組線圈(6)表面之間留有間隙，另外兩個(gè)與兩個(gè)定子齒⑷的弧形槽內(nèi)壁之間留有間隙。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種單相圓筒形開關(guān)磁阻直線電機(jī)，其特征在于:所述的定子套筒(2)的定子齒(4)、定子軛部(5)均采用導(dǎo)磁介質(zhì)。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種單相圓筒形開關(guān)磁阻直線電機(jī)，其特征在于:所述的繞組線圈(6)為餅式線圈，形成一相繞組。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種單相圓筒形開關(guān)磁阻直線電機(jī)，其特征在于:所述的動(dòng)子齒圓環(huán)(8)和動(dòng)子軛套筒(9)采用導(dǎo)磁介質(zhì)制成。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種單相圓筒形開關(guān)磁阻直線電機(jī)，其包括：電機(jī)定子部分、電機(jī)動(dòng)子部分和直線軸承；其中，電機(jī)定子部分包括：定子套筒和繞組線圈；其中，定子套筒內(nèi)部形成環(huán)形定子槽，定子套筒的兩個(gè)平面板為定子齒，兩個(gè)定子齒上設(shè)有弧形槽，定子套筒的一個(gè)弧面板為定子軛部，且定子齒與定子軛部一體成形；電機(jī)動(dòng)子部分包括：3個(gè)動(dòng)子齒圓環(huán)和動(dòng)子軛套筒。該電機(jī)不僅簡化了制造工藝，提高了槽利用率，而且增大了動(dòng)子的推進(jìn)力，密封性能好，結(jié)構(gòu)簡單堅(jiān)固，消除了電機(jī)端部效應(yīng)和法向磁拉力，電機(jī)可靠性高，能夠滿足往復(fù)直線振動(dòng)的運(yùn)動(dòng)場合，適合在工業(yè)直線振動(dòng)推廣使用。
【IPC分類】H02K41/03
【公開號】CN105048764
【申請?zhí)枴緾N201510491527
【發(fā)明人】霍英杰, 陳昊, 王田剛, 徐彤, 聶瑞, 何丹, 孫萌, 鄧文慧, 張安, 張學(xué)林
【申請人】蘭州空間技術(shù)物理研究所, 蘭州泓瑞航天機(jī)電裝備有限公司
【公開日】2015年11月11日
【申請日】2015年8月12日