[发明专利]一种直接驱动阀用的高推力重量比的永磁直线音圈电机

说明书

技术领域

本发明属于直线电机技术领域，具体涉及一种直接驱动阀用的高推力重量比的永磁直线音圈电机。

背景技术

音圈电机(Voice Coil Motor，VCM)是动圈式直线直流电机的一种，其是依据洛伦兹力原理制造的一种直接驱动电机。即通电线圈在磁场中会受力，受力的大小与线圈中通过的电流的大小成正比。它除了和其它直线电机一样可避免旋转电机驱动中传动环节存在间隙等不足外，在理论上具有无限分辨率、无滞后、高响应、高加速度、高速度、体积小、力特性好、控制方便等优点，更适用于要求高加速度、高频激励、快速和高精度定位运动系统。

随着电液伺服系统在工业领域、以及航空、航天领域的广泛应用，对其的控制性能的要求也越来越高。电液伺服阀是电液伺服系统的核心部件，其性能的高低将很大程度上决定了整个电液伺服系统的性能。近年来，高频响电液伺服阀普遍采用永磁直线音圈电机直接液压滑阀的结构形式。为使电液伺服阀获得高频响、大流量的控制性能，这就要求作为驱动元件的永磁直线音圈电机具有更大的出力，以及更小的可动部分质量，即要求其有更小的电气时间常数和机械时间常数。

但是，传统结构的音圈电机，由于磁路设计不合理，导致永磁体的性能没有得到充分利用，以及动圈发热大，散热困难等，使得所设计的音圈电机体积大、出力小，无法满足在高频响、大流量电液伺服阀阀芯驱动中的要求。

发明内容

针对上述存在的问题，本发明的目的在于提供一种直接驱动阀用的高推力重量比的永磁直线音圈电机，通过对电机结构以及关键部件的设计创新，使所设计的永磁直线音圈电机，具有结构紧凑、高推力重量比、较小的电气时间常数等优点，以满足高频响、大流量电液伺服阀系统的要求。

为了实现上述目的，本发明的一种直接驱动阀用的高推力重量比的永磁直线音圈电机，包括：内定子、外定子、磁钢组件、动圈绕组、动圈支架、端盖。

直线音圈电机的推力/重量比可定义为：Fem=BδLIam]]>

其中：F_e为直线音圈电机的推力，B_δ为气隙磁密，L为动圈绕组的有效长度，I_a为绕组电流，m为动圈质量(包括动圈绕组质量和动圈支架质量)。若不考虑动圈支架质量，则

Fem=BδLIam=BδLIaρaLSa=BδJaρa]]>

其中：J_a为动圈绕组的电流密度，ρ_a为动圈绕组的密度。