[实用新型]一种双极驱动的直线电机

说明书

技术领域

本发明涉及一种双极驱动的直线电机，其属于电力驱动领域的直线永磁同步交流电机。 

背景技术

目前常用的直线电机与普通电机在原理上是类似的，可以看作是把圆柱式电机沿半径方向剖开并展平而形成。缠有导线产生移动磁场的部分称为初级，被移动磁场感应的部分称为次级。种类也与普通电机相同，有直流直线电机，交流永磁同步直线电机，交流感应异步直线电机，步进直线电机等。 

直线电机在许多场合可作为动力部件直接产生直线运动，而不必像圆柱电机那样必须通过齿轮齿条，丝杠螺母等机构才能产生直线运动。因而就避免了由机械传动带来的摩擦、振动、噪声、反向间隙、机械变形、机械传动误差等缺陷。由于直线电机的性能优越。近年来应用日益广泛，磁悬浮列车就是用直线电机驱动的。 

作为运动精度可控的直线伺服电机是随着控制技术和传感技术的发展而于上个世纪80年代末出现的。自1993年德国Ex-Cell-0公司研发出世界上第一台用直线电机驱动工作台的加工中心以来，直线电机已在不同种类的机床上得到应用。直线电机作为进给系统的驱动装置，其最大速度可达500m/mim，加速度可达30g。 

但直线电机也存在散热问题。在高精度的加工中心上，直线电机的发热可直接导致机床的热变形，影响加工精度。因而散热措施是高精度机床设计的技术问题。目前直线电机的高速性能好但低速性能不理想，低速推力降低，速度不稳定。 

发明内容

本发明的目的之一是将每一个铁心块绕组线圈产生磁场的S、N极都作驱动磁极。每个绕组两端同时产生气隙磁场，由多个铁心块组成的初级铁心的两侧与次级永磁体产生驱动力，使部件移动。这种双边的磁场比单边的效率高，并 且电机的极数可以做得比较多，易于制成低速大推力的直线电机。 

本发明的目的之二是克服原有技术的硅钢片是整体的，加工困难，不能在绕组两端产生气隙磁场的缺点，而采用的铁芯块是由硅钢片叠成的，导线绕在铁芯块的腰部，铁芯块两端产生气隙磁场。由于铁芯块的数量可以很多，直线电机的级数可以很多，因而具有低速大推力功能。 

本发明的目的之三是解决电机的散热问题。 

本发明采用的技术方案是：一种双极驱动的直线电机主要包括一个初级部件和一个次级部件。所述次级部件是一个安装在支承部件上的U形槽状部件，在U形槽状部件两侧的内侧贴有永磁材料；所述初级部件是安装在相对次级部件做直线移动的直线移动的部件上的带有绕组线圈的铁芯块的部件，所有铁芯块都位于U形槽状部件两侧的永磁材料之间，并可随直线移动的部件沿U形槽移动；在每个铁芯块的下部设有铁芯块压板，上部设有冷却板，然后采用连接螺栓把它们紧固在一起；在冷却板的上平面设有靠第一连接板封闭的冷却槽，冷却板和第一连接板一起紧固在直线移动的部件上。 

所述铁芯块由硅钢片叠加并在硅钢片堆上绕有线圈，在硅钢片的两端设有安装孔。 

在所述连接螺栓的中央设有通孔，在铁芯块压板内设有冷却孔，使得冷却槽、通孔和冷却孔构成一个循环冷却回路。 

所述铁芯块的两端面与永磁材料之间形成气隙磁场，气隙的间距为0.5～3mm。 

所述次级部件采用一个双U形槽状部件，在每个U形槽的两内侧贴有永磁材料；在双U形槽状部件的每个U形槽中各设有一排铁芯块，一个第二连接板把二排铁芯块连接在一起；所有铁芯块都位于U形槽两侧的永磁材料之间，并可随直线移动的部件沿U形槽移动。 

本发明的有益效果是：这种双极驱动的直线电机的次级部件是一个安装在支承部件上的U形槽状部件，在U形槽两侧的内侧设有永磁材料，初级部件是带有绕组线圈铁芯块的组合部件，所有铁芯块都位于U形槽两侧的永磁材料之间，并可随移动部件在U形槽内移动；在每个铁芯块的下部设有铁芯块压板，上部设有冷却板，然后采用连接螺栓把它们紧固在一起；在冷却板的上平面设 有靠连接板封闭的冷却槽，冷却板和连接板一起紧固在可相对直线移动的部件上。该直线电机的输出功率较大，在速度相同的情况下，输出推力就大；磁场利用率高，因而直线电机的效率高；易于制成低速大推力的直线电机；散热条件好，有冷却通道，冷却液包围了发热部件，直线电机的发热可全部被冷却液带走，不会造成机床的热变形，有利于提高数控机床的加工精度。由于次级是U形槽状，永磁材料贴在两侧，对初级和次级的上下位置关系要求很低，磁场的气隙大于1毫米，精度要求较低，因而该直线电机的加工和装配都很方便。 

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。