一種Halbach永磁直線振蕩電機(jī)的制作方法
【專利說明】
[0001]【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本實用新型涉及一種直線電機(jī)，具體涉及一種Halbach永磁直線振蕩電機(jī)，屬于電機(jī)技術(shù)領(lǐng)域。
[0003]【【背景技術(shù)】】
[0004]傳統(tǒng)的壓縮機(jī)通過曲柄連桿機(jī)構(gòu)將旋轉(zhuǎn)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)換成活塞的直線往復(fù)運(yùn)動，存在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、摩擦損耗大、傳動效率低和可靠性差等缺點。而采用直線電機(jī)直接驅(qū)動活塞往復(fù)運(yùn)動，可以省去中間轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)，提高傳動效率和可靠性。而如何進(jìn)一步提高直線電機(jī)的推力或功率密度及運(yùn)動行程一直是直線電機(jī)領(lǐng)域研究的重點問題。
[0005]中國專利申請?zhí)朇N200610052853.5公開的一種采用永磁體結(jié)構(gòu)的直線振蕩電機(jī)，該電機(jī)包括軸向串接的雙定子鐵芯及其繞組、動子、徑向充磁的永磁磁鋼、軸和軸承及機(jī)殼。該電機(jī)具有定子鐵芯疊裝方便，結(jié)構(gòu)簡單的優(yōu)點，但是雙定子鐵芯之間存在較大漏磁，影響推力密度和運(yùn)動行程的進(jìn)一步提高。
[0006]中國專利公開號CN101136576公開了一種在結(jié)構(gòu)當(dāng)中沒有彈簧系統(tǒng)而安全依靠磁路來實現(xiàn)圓柱形動子在空心定子內(nèi)部進(jìn)行直線往復(fù)運(yùn)動的磁阻式直線振蕩電機(jī)。采用脈沖直流和單極性驅(qū)動電路進(jìn)行工作。但此電機(jī)的推力密度較低，電源供電方式受到限制。
[0007]中國專利申請?zhí)枮镃N201210217597.6的文件中提出使用具有高的飽和磁感應(yīng)值和大的導(dǎo)磁率的磁路材料來提高直線電機(jī)的磁通密度，從而來提高電機(jī)輸出推力。但這種方法對磁路的材料有著嚴(yán)格的要求，電機(jī)制造成本高，且制造不易。
[0008]因此，為解決上述技術(shù)問題，確有必要提供一種創(chuàng)新的Halbach永磁直線振蕩電機(jī)，以克服現(xiàn)有技術(shù)中的所述缺陷。
[0009]【【實用新型內(nèi)容】】
[0010]為解決上述技術(shù)問題，本實用新型的目的在于一種磁通密度大，磁屏蔽性好，且不易漏磁的Halbach永磁直線振蕩電機(jī)。
[0011]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采取的技術(shù)方案為:一種Halbach永磁直線振蕩電機(jī)，其包括機(jī)殼、定子主鐵芯、動子鐵芯以及直線軸；其中，所述定子主鐵芯固持于機(jī)殼內(nèi)，其上設(shè)置有繞組；所述動子鐵芯收容于機(jī)殼內(nèi)，并和定子主鐵芯相對設(shè)置，其外側(cè)設(shè)置有Halbach陣列永磁體；所述直線軸貫穿所述機(jī)殼，其通過一對直線軸承樞接于機(jī)殼上；所述動子鐵芯固持于該直線軸上，并聯(lián)動所述直線軸。
[0012]本實用新型的Halbach永磁直線振蕩電機(jī)進(jìn)一步設(shè)置為:所述定子主鐵芯設(shè)置有沿軸向設(shè)置的兩個；兩個定子主鐵芯上的繞組之間相互串接。
[0013]本實用新型的Halbach永磁直線振蕩電機(jī)進(jìn)一步設(shè)置為:各定子主鐵芯上設(shè)有輔助小鐵芯。
[0014]本實用新型的Halbach永磁直線振蕩電機(jī)進(jìn)一步設(shè)置為:所述動子鐵芯與直線軸承之間抵接有壓縮彈簧。
[0015]本實用新型的Halbach永磁直線振蕩電機(jī)還設(shè)置為:所述機(jī)殼的內(nèi)側(cè)壁上設(shè)置有鐵芯槽，各定子主鐵芯嵌設(shè)在鐵芯槽內(nèi)；于各定子主鐵芯的一側(cè)分別設(shè)有一限位塊。
[0016]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有如下有益效果:
[0017]1.本實用新型的Halbach永磁直線振蕩電機(jī)使用Halbach陣列永磁體，可以使在動子主鐵芯使用普通材料時，在空氣隙產(chǎn)生更高的磁通密度，即Halbach陣列永磁體的單邊磁場特點；而且具有很好的磁屏蔽作用，可減小動子導(dǎo)磁軛厚度；從而提高了永磁體與導(dǎo)磁材料的利用率，使得永磁直線振蕩電機(jī)在同樣的單位材料下可以產(chǎn)生更大的推力。
[0018]2.本實用新型的Halbach永磁直線振蕩電機(jī)在定子旁增設(shè)了輔助小鐵芯，降低兩定子間隔處的漏磁，增強(qiáng)永磁直線振蕩電機(jī)在兩定子之間的氣隙磁密，提高了永磁體的利用率，同時擴(kuò)大動子的運(yùn)動行程。
[0019]【【附圖說明】】
[0020]圖1是本實用新型的Halbach永磁直線振蕩電機(jī)的剖面圖。
[0021]圖2是本實用新型的Halbach永磁直線振蕩電機(jī)的徑向充磁示意圖。
[0022]【【具體實施方式】】
[0023]請參閱說明書附圖1和附圖2所示，本實用新型為一種Halbach永磁直線振蕩電機(jī)，其由機(jī)殼1、定子主鐵芯2、動子鐵芯3以及直線軸4等幾部分裝配而成。
[0024]其中，所述定子主鐵芯2固持于機(jī)殼I內(nèi)，其上設(shè)置有繞組5，所述定子主鐵芯2和繞組5共同組成定子。具體的說，所述定子主鐵芯2設(shè)置有沿軸向設(shè)置的兩個；兩個定子主鐵芯2上的繞組5之間相互串接。各定子主鐵芯2上設(shè)有輔助小鐵芯8，以降低兩定子間隔處的漏磁，增強(qiáng)永磁直線振蕩電機(jī)在兩定子之間的氣隙磁密，提高了永磁體的利用率，同時擴(kuò)大動子的運(yùn)動行程。
[0025]所述機(jī)殼I的內(nèi)側(cè)壁上設(shè)置有鐵芯槽(未標(biāo)號)，各定子主鐵芯2嵌設(shè)在鐵芯槽內(nèi)；于各定子主鐵芯2的一側(cè)還分別設(shè)有一限位塊9，從而對定子主鐵芯2進(jìn)行限位固定。
[0026]所述動子鐵芯3收容于機(jī)殼I內(nèi)，并和定子主鐵芯2相對設(shè)置，其外側(cè)設(shè)置有Halbach陣列永磁體6。
[0027]所述直線軸4貫穿所述機(jī)殼1，其通過一對直線軸承7樞接于機(jī)殼I上。所述動子鐵芯3固持于該直線軸4上，并聯(lián)動所述直線軸4。所述動子鐵芯3與直線軸承7之間抵接有壓縮彈簧10，該壓縮彈簧10套設(shè)在動子鐵芯3與直線軸承7之間的直線軸4上，使得壓縮彈簧10的結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定。
[0028]本實用新型的Halbach永磁直線振蕩電機(jī)在實際使用時的步驟如下:
[0029]1)，Halbach陣列永磁體6產(chǎn)生勵磁磁場；
[0030]2)，繞組5產(chǎn)生的電樞磁場，使動子鐵芯3 —側(cè)勵磁磁場增強(qiáng)，另一側(cè)削弱，動子鐵芯3受到的電磁推力，使動子鐵芯3向增磁側(cè)運(yùn)動；
[0031]3)，改變繞組5的電流方向，將產(chǎn)生反方向的電磁推力，進(jìn)而帶動動子鐵芯3往復(fù)直線運(yùn)動。
[0032]其中，所述動子鐵芯3的運(yùn)動頻率與繞組5的通電電流頻率相同。
[0033]以上的【具體實施方式】僅為本創(chuàng)作的較佳實施例，并不用以限制本創(chuàng)作，凡在本創(chuàng)作的精神及原則之內(nèi)所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本創(chuàng)作的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種Halbach永磁直線振蕩電機(jī)，其特征在于:包括機(jī)殼、定子主鐵芯、動子鐵芯以及直線軸；其中，所述定子主鐵芯固持于機(jī)殼內(nèi)，其上設(shè)置有繞組；所述動子鐵芯收容于機(jī)殼內(nèi)，并和定子主鐵芯相對設(shè)置，其外側(cè)設(shè)置有Halbach陣列永磁體；所述直線軸貫穿所述機(jī)殼，其通過一對直線軸承樞接于機(jī)殼上；所述動子鐵芯固持于該直線軸上，并聯(lián)動所述直線軸。2.如權(quán)利要求1所述的Halbach永磁直線振蕩電機(jī)，其特征在于:所述定子主鐵芯設(shè)置有沿軸向設(shè)置的兩個；兩個定子主鐵芯上的繞組之間相互串接。3.如權(quán)利要求1所述的Halbach永磁直線振蕩電機(jī)，其特征在于:各定子主鐵芯上設(shè)有輔助小鐵芯。4.如權(quán)利要求1所述的Halbach永磁直線振蕩電機(jī)，其特征在于:所述動子鐵芯與直線軸承之間抵接有壓縮彈簧。5.如權(quán)利要求1所述的Halbach永磁直線振蕩電機(jī)，其特征在于:所述機(jī)殼的內(nèi)側(cè)壁上設(shè)置有鐵芯槽，各定子主鐵芯嵌設(shè)在鐵芯槽內(nèi)；于各定子主鐵芯的一側(cè)分別設(shè)有一限位塊。
【專利摘要】本實用新型涉及一種Halbach永磁直線振蕩電機(jī)，其包括機(jī)殼、定子主鐵芯、動子鐵芯以及直線軸；其中，所述定子主鐵芯固持于機(jī)殼內(nèi)，其上設(shè)置有繞組；所述動子鐵芯收容于機(jī)殼內(nèi)，并和定子主鐵芯相對設(shè)置，其外側(cè)設(shè)置有Halbach陣列永磁體；所述直線軸貫穿所述機(jī)殼，其通過一對直線軸承樞接于機(jī)殼上；所述動子鐵芯固持于該直線軸上，并聯(lián)動所述直線軸。本實用新型的Halbach永磁直線振蕩電機(jī)使用Halbach陣列永磁體，可以獲得比常規(guī)磁體更大的氣隙磁通，而且具有很好的磁屏蔽作用，可減小動子導(dǎo)磁軛厚度。
【IPC分類】H02K1/27, H02K33/18
【公開號】CN204810114
【申請?zhí)枴緾N201520540672
【發(fā)明人】裴同豪, 雷美珍, 王立強(qiáng), 夏永明
【申請人】浙江理工大學(xué)
【公開日】2015年11月25日
【申請日】2015年7月24日