两种永磁体交互排列的圆筒型直线电机.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN106961204A(43)申请公布日2017.07.18(21)申请号201710321164.8(22)申请日2017.05.09(71)申请人重庆大学地址400044重庆市沙坪坝区沙正街174号(72)发明人徐奇伟孙静杨云赵蒙蒋小彪罗骁枭李蕾玉石玉林(74)专利代理机构重庆大学专利中心50201代理人唐开平(51)Int.Cl.H02K41/03(2006.01)H02K1/02(2006.01)权利要求书1页说明书2页附图3页(54)发明名称两种永磁体交互排列的圆筒型直线电机(57)摘要本发明公开了两种永磁体交互排列的圆筒型直线电机，它包括圆筒型初级铁心（1）、三相饼式绕组（2）和动子（3），圆筒型初级铁心（1）内表面均匀布设有一列圆形环槽，圆形环槽内嵌有三相饼式绕组（2）；圆筒型初级铁心（1）由圆环形的硅钢薄片（11）沿轴向叠装组成，动子（3）包括铁氧体永磁环（31）、钕铁硼永磁环（32）、次级铁芯（33）和直线轴（34），铁氧体永磁环（31）与钕铁硼永磁环（32）由次级铁芯（33）间隔交互排列，并固定套装在直线轴（34）上，动子（3）同轴滑动安装在圆筒型初级铁心（1）内腔中，与圆筒型初级铁心（1）内表面之间留有间隙L。本发明具有磁密度高、启动性好、耐高温、低成本的优点。CN106961204ACN106961204A权利要求书1/1页1.两种永磁体交互排列的圆筒型直线电机，包括圆筒型初级铁心（1）、三相饼式绕组（2）和动子（3），圆筒型初级铁心（1）内表面均匀布设有一列圆形环槽，圆形环槽内嵌有三相饼式绕组（2）；圆筒型初级铁心（1）由圆环形的硅钢薄片（11）沿轴向叠装组成，其特征是：动子（3）包括铁氧体永磁环（31）、钕铁硼永磁环（32）、次级铁芯（33）和直线轴（34），铁氧体永磁环（31）与钕铁硼永磁环（32）由次级铁芯（33）间隔交互排列，并固定套装在直线轴（34）上，动子（3）同轴滑动安装在圆筒型初级铁心（1）内腔中，与圆筒型初级铁心（1）内表面之间留有间隙。2.根据权利要求1所述的两种永磁体交互排列的圆筒型直线电机，其特征是：硅钢薄片（11）上开有多条切割线槽（12）。2CN106961204A说明书1/2页两种永磁体交互排列的圆筒型直线电机技术领域[0001]本发明属于直线电机领域，具体涉及一种圆筒型直线电机。背景技术[0002]圆筒型直线电机作为一种具有高转矩密度的特种电机，在低速大转矩、直接驱动等领域具有广阔的发展前景。高力密度、高可靠性要求一直是直线电机运动系统研究和开发的重点。“圆筒型横向磁通永磁直线电机的研究基础”，赵玫等，电工技术学报，第29卷增刊1，，2014年记载有：直线电机作为直线运动中的核心部件，省去了复杂的机械转换装置，使得整个系统结构简单、运行可靠，提高了系统的响应能力和控制精度。但是现有直线电机中的磁通所经过的齿和绕组所在的槽在同一截面上，其大小相互制约，不能实现电负荷与磁负荷的解耦，因此，现有直线电机的力密度从根本上难以得到提高。因此，在某些领域仍然采用旋转电机配合滚珠丝杠的方式，导致传动系统传递效率低，磨损和噪声大等缺点。发明内容[0003]针对现有直线电机存在的问题，本发明所要解决的技术问题就是提供一种两种永磁体交互排列的圆筒型直线电机，它能简化结构，提高电机运行的效率和功率因数，并降低振动和噪声。[0004]本发明所要解决的技术问题是通过这样的技术方案实现的，它包括圆筒型初级铁心、三相饼式绕组和动子，圆筒型初级铁心内表面均匀布设有一列圆形环槽，圆形环槽内嵌有三相饼式绕组；圆筒型初级铁心由圆环形的硅钢薄片沿轴向叠装组成，动子包括铁氧体永磁环、钕铁硼永磁环、次级铁芯和直线轴，铁氧体永磁环与钕铁硼永磁环由次级铁芯间隔交互排列，并固定套装在直线轴上，动子同轴滑动安装在圆筒型初级铁心内腔中，与圆筒型初级铁心内表面之间留有间隙。[0005]本发明的技术效果是：1、本发明动子的永磁环分别采用钕铁硼永磁材料和铁氧体永磁材料。钕铁硼属于稀土永磁材料，具有相当优良的磁特性，其拥有高剩磁力和高矫顽力，磁能体积比为永磁材料最大，在减小电机体积和重量的同时可显著增加电机出力，大大提高直线电机的力密度；但钕铁硼永磁环在高温下磁性能会有所损失，本发明同时采用铁氧体永磁环，构成两种永磁体交错排列的结构。铁氧体永磁环的热性能高于钕铁硼永磁环，可以弥补钕铁硼永磁环在高温下的退磁现象，在高温环境下也可以有效提高输出力密度，提高电机运行的效率和功率因数。[0006]2、本发明动子采用两种永磁体交错排列的结构，兼顾两种高性能永磁体的优点。钕铁硼永磁材料具有较高的磁动势和气隙磁通密度，其去磁曲线为直线，可有效改善传统直线电机的输出力密度