[发明专利]短磁路结构圆筒型直流直线电机

说明书

技术领域

本发明涉及电机领域。

背景技术

基于安培力原理制造的直流直线电机，结构简单、体积小、推力波动小，且可靠性高、能量转换效率高，越来越多地用在各种直线运动控制系统中。加上直流直线电机的快速、平滑、无齿槽效应、无滞后响应等特性，使直流直线电机可以很好地应用在需要高速、高加速度、高推力响应的伺服控制系统中。

如图13所示，在圆筒型直流直线电机的传统结构中，永磁体为圆筒形，径向充磁，固定于一个圆筒形的外导磁轭的内侧，环形线圈固定于圆筒形的线圈支撑架上，环形线圈的内侧为圆柱形的内导磁轭，外导磁轭、永磁体、环形线圈与内导磁轭同轴线。外导磁轭与内导磁轭在一个端面连接在一起，形成一个部件。永磁体形成沿径向的气隙磁场，通电线圈与磁场相互作用，产生沿轴线的电磁力。该电机的结构简单，成本低。但是，由于永磁体需要通过内、外导磁轭形成闭合磁路，因此，该电机的磁路长，气隙磁密低，铁心用量多，电机的重量大，且需要动次级时，由于动子质量大，电机的动态特性差。

发明内容

本发明为了解决现有电机的磁路长、气隙磁密低、铁心用量多、电机的重量大，且需要动次级时，由于动子质量大，导致的电机的动态特性差的问题，而提出一种短磁路结构圆筒型直流直线电机。

本发明它包括初级、次级和气隙，初级包括绕组支撑座1和电枢绕组2；电枢绕组2为单相绕组，所述单相绕组由两个线圈组成，所述两个线圈相互串联，且绕向相反；所述两个线圈沿轴向固定于绕组支撑座1上；次级包括永磁体和导磁轭；导磁轭包括外导磁轭4和内导磁轭5，外导磁轭4和内导磁轭5为圆环形导磁轭；永磁体包括外次级永磁体31，外次级永磁体31为三个圆环形永磁体；外次级永磁体31的三个圆环形永磁体沿轴向依次紧密配合在圆环形的外导磁轭4的内壁上；外次级永磁体31的三个圆环形永磁体沿轴向依次为外向径向充磁、轴向充磁、内向径向充磁；外次级永磁体31的内表面与初级的外表面之间为外气隙；初级的内表面与内导磁轭5的外表面之间是内气隙。

本发明该电机采用短磁路结构，可以缩短永磁体磁通的路径，能够减少密度大的导磁材料的用量，从而可以减小直线电机的次级质量与漏磁，提高气隙磁通密度，从而可以提高电机的输出推力和动态响应。

附图说明

图1是具体实施方式一的结构示意图；图2是具体实施方式二的结构示意图；图3和图4是具体实施方式三的结构示意图；图5和图6是具体实施方式四的结构示意图；图7和图8是具体实施方式五的结构示意图；图9和图10是具体实施方式十的结构示意图；图11具体实施方式一的径向剖视图；图12是图11的A部放大图；图13是传统圆筒型直流直线电机的结构示意图。

具体实施方式

具体实施方式一：结合图1、图11和图12说明本实施方式，本实施方式由初级、次级和气隙组成；

初级包括绕组支撑座1和电枢绕组2；电枢绕组2为单相绕组，所述单相绕组由两个线圈组成，所述两个线圈相互串联，且绕向相反；所述两个线圈沿轴向固定于绕组支撑座1上；次级包括永磁体和导磁轭；导磁轭包括外导磁轭4和内导磁轭5，外导磁轭4和内导磁轭5为圆环形导磁轭；永磁体包括外次级永磁体31，外次级永磁体31为三个圆环形永磁体；外次级永磁体31的三个圆环形永磁体沿轴向依次紧密配合在圆环形的外导磁轭4的内壁上；外次级永磁体31的三个圆环形永磁体沿轴向依次为外向径向充磁、轴向充磁、内向径向充磁；外次级永磁体31的内表面与初级的外表面之间为外气隙；初级的内表面与内导磁轭5的外表面之间是内气隙。

具体实施方式二：结合图2说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式一不同点在于所述永磁体还包括内次级永磁体32，内次级永磁体32为三个圆环形永磁体，内次级永磁体32紧密配合在圆环形的内导磁轭5的外壁上；内次级永磁体32的轴向长度与外次级永磁体31的轴向长度相同，内次级永磁体32沿轴向依次为径向充磁、轴向充磁、径向充磁；内次级永磁体32中径向充磁的永磁体与外次级永磁体31中径向充磁的永磁体的充磁方向相同，内次级永磁体32中轴向充磁的永磁体与外次级永磁体31中轴向充磁的永磁体的充磁方向相反。

具体实施方式三：结合图3和图4说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式一或二不同点在于增加了导磁环6，所述导磁环6固定在永磁体中轴向充磁的永磁体与导磁轭之间。具体结构为：