[发明专利]一种非晶合金材料直线电机定子

说明书

技术领域

本发明涉及直线电机领域，具体涉及一种初级侧使用非晶合金材料制成的直线电动机定子。

背景技术

非晶合金材料有很高的磁导率和非常低的电导率，在可再生能源发电、输变电、轨道交通等领域有非常广阔的应用前景。使用非晶合金材料制造的电气设备其损耗远低硅钢片材料的电气设备，如非晶合金材料制成的变压器，电抗器等其空载损耗可以降低70-80％。但是由于其维氏硬度高，是普通硅钢片的5倍左右，对其进行切削、剪切加工的困难较大，同时也不易冲压成型，通常只能横向剪切。由于旋转电机为圆形，而非晶合金材料为几种固定宽度的薄带，需经过大量剪切拼装才能构成旋转电机定子形状，导致加工工艺复杂，成本很高，基于此很多人提出使用非晶合金材料制造的特殊结构的旋转电机，如专利CN1874113A，CN201222666Y，US6960860B1，US5903082等，其中提到的电机定子不同于硅钢片式定子，硅钢片式定子使用硅钢片沿轴向叠压而成，而非晶合金旋转电机的定子使用非晶合金带材沿径向一层层卷绕制成，这样虽然降低了加工难度，但是由于磁通不均匀，又产生了发热不均匀、电机效率降低等问题，没有体现出非晶合金电机节能的特点。

发明内容

本发明的目的是克服上述现有技术的缺点，提出一种采用非晶合金材料用的直线电动机定子，本发明可以有效减少对非晶合金材料的加工，同时可以有效的减少电机涡流损耗，提高电机运行效率；此外，使用非晶合金材料的电机还有重量轻，体积小，使用频率范围宽等优点。

本发明的直线电机定子包括磁轭、齿、绕组、夹件等。其中磁轭和齿使用非晶合金材料制造。定子磁轭的制造方式既可由非晶合金材料薄带卷绕而成，也可将薄带剪切成片后，叠压而成。定子齿使用同上类似的方式加工。非晶合金材料的定子磁轭和齿用粘结剂粘结起来，构成绕组的磁芯。定子磁轭和齿的内表面涂有环氧树脂包覆层。包覆着环氧树脂层的绕组的磁芯放置在金属基座内，并用放置在齿槽中的夹件固定，这样可以保证在电机运行过程中，定子齿受力、变形较小。最终，定子，基座，动子导轨连为一体，并与动子之间存在气隙，以使动子能沿着导轨运动。

附图说明

图1为几种非晶合金材料定子磁轭及齿的绕制方法；

图2为定子磁轭及齿的侧视图；

图3a、b为定子磁轭及齿的俯视图；

图4为定子使用非晶合金材料的扁平型直线电机结构简图；

图5为定子磁轭及齿的夹件三视图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施方式进一步说明本发明。

图1为几种由非晶合金材料制成的定子磁轭和齿的样式；如图1所示，11为叠压式，由等长片段非晶合金带材直接叠压制成，叠压厚度可按设计要求；为了进一步减少剪切可以直接使用卷绕的方法，卷绕形状可根据具体部位不同设计。12为圆矩形式；13为椭圆式；14为圆形式。

图2所示为定子磁轭及齿等构成的定子磁芯的侧视图；定子磁轭21、定子齿24分别为图1中所示的形式，定子磁轭21及齿24使用粘结剂25粘结在一起，构成绕组22的磁芯。定子磁轭和齿的内表面涂有环氧树脂包覆层23，绕组22铺设在齿槽中，包覆着环氧树脂层的绕组磁芯放置在金属基座内，并用放置在齿槽中的夹件固定。

图3a、b所示为定子磁轭及齿的俯视图，其中图3a中定子齿为圆矩形式，图3b中定子齿为圆形式。图中31、32分别为非晶合金材料定子磁轭及齿，33为环氧树脂包覆层，34为定子绕组。

图4所示为定子使用非晶合金材料的扁平型直线电机结构简图，图中基座41、绕组42、定子磁轭43、夹件45、定子齿46、环氧树脂包覆层48共同构成定子部分，动子台面40、导条49共同组成动子部分，定子和动子之间存在气隙44。其中绕组42、定子磁轭43、定子齿46、环氧树脂包覆层48按图2所示方式布置，构成定子磁芯，定子磁芯放置在基座41中，夹件45放置在定子齿槽内，并使用螺栓固定即构成定子部分。这种结构可以使得非晶合金定子磁轭43及齿46受到电动力时变形较小，较好的规避非晶合金材料易碎的问题。动子台面40由定向导轨47支撑，处于定子部分上部；导条49通常由整块金属板或复合金属板构成，正对定子安装，其与定子的缝隙即为气隙44；当定子绕组42通电后，产生行波磁场，导条49在行波磁场的切割下，将感生电动势并产生电流，产生的电流和气隙磁场相互作用便产生电磁推力，动子即沿着导轨47运动。由于非晶合金材料很高的磁导率和非常低的电导率，采用此结构可以有效的减少电机涡流损耗，提高电机运行效率。

图5为图4中夹件45的三视图。