[发明专利]主初极与副初极混合式结构的永磁直线电机

说明书

技术领域

本发明涉及一种永磁直线电机，尤其是一种主初极与副初极混合式结构的永磁直线电机。

背景技术

直线驱动装置或系统通常都由旋转电机通过中间转换装置，例如链条、钢丝绳、皮带、齿条或丝杆等机构转换为直线运动的，从而存在体积大、效率低、精度差、噪声大等问题。因此，“旋转电机+中间转换装置”这种驱动方式不适合高效、高精度、小体积、低噪音等应用场合，如高速多轴数控机床、磁悬浮列车、物流输送线等。直线电机则能够有效地解决这些问题，因为它不需要以上任何中间转换机构的传动装置，将电能直接转换成直线运动机械能。

直线电机具有多种类型，可按不同的分类方法进行分类。按电源来分，可以分为交流直线电机、直流直线电机或脉冲直线电机等；按结构来分，可以分为扁平型直线电机、圆筒型直线电机或盘型直线电机等；按工作原理来分，可为直线感应电机，直线同步电机，开关磁链直线电机，开关磁阻直线电机等，可广泛地应用于工业、民用、军事及其它各种需要直线运动的场合。目前的热点研究领域主要集中在高速数控机床、电磁弹射、直线电机地铁、磁悬浮列车、直线电机电梯（垂直输送）等，这些应用都需要根据实际的要求来选择合适类型的直线电机。这些采用直线电机驱动的装置和其它非直线电机驱动的装置相比，具有可高可靠性、高速度、高加速度、高精度、噪声低、封装方便等优点。

目前永磁同步直线电机单侧横向上只有一套初极绕组，这种结构的直线电机只能通过调节初极电流调节直线电机推力。当工况要求直线电机以很高的加速度启动时，直线电机启动电流非常大，对直线电机初极绕组的性能和寿命都非常不利。当负载在运行过程中负载阻力变化较大时，有可能超出直线电机的推力范围，此时直线电机驱动会报警无法继续运行。

发明内容

本发明的目的在于提供一种主初极与副初极混合式结构的永磁直线电机，这种结构的直线电机具有较快的动态响应速度、较高的运行效率，推力范围宽，过载能力强等优点。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种主初极与副初极混合式结构的永磁直线电动机，由直线电动机初极和直线电动机次极组成，其特点是：直线电动机初极包含一套主初极和两套副初极，主初极与副初极横向平行排列，副初极对称位于主初极两侧，主初极与副初极通过初极紧固螺栓安装在初极安装板上，形成直线电动机初极模块，初极模块通过基座安装螺栓安装固定于基座之上；直线电动机次极包含一套主次极与两套副次极，主次极与副次极通过次极紧固螺栓安装在次极安装板上，次极安装板上面开有便于与工件螺栓连接的螺孔。

主初极与主次极耦合构成直线电动机主单元，所述副初极与副次极耦合构成直线电动机副单元，直线电动机主单元与主驱动控制器连接，直线电动机两个副单元与副驱动控制器连接，主驱动控制器与副驱动控制器之间为主从关系。

直线电动机主单元的推力等于额定负载时的推力，在整个运行过程中保持恒定；所述副单元在加速工况时的副推力与主推力方向相同，在制动工况时与主推力方向相反。

本发明的有益效果是：本发明中的直线电机具有效率高，高动态响应速度，输出推力范围大等优点。在直线电机启动时，直线电机主初极与副初极同时供电驱动，且主初极与副初极行波磁场方向相同，向动子提供相同方向的推力；在直线电机动子运行速度接近额定运行时，副初极逐渐停止驱动，直线电机运行于额定速度时，直线电机主初极单独驱动，此时直线电机主初极运行在额定点，此时主初极工作在效率最高点；当直线电机需要进行制动停止运行时，除直线电机主初极进行再生制动以外，直线电机副初极供电驱动，副初极行波磁场与主初极行波磁场方向相反，直线电机动子能够以很高的响应速度制动至静止状态。此外在运行过程中，当直线电机动子负载的发生较大变化，直线电机主初极的最大推力不足以满足负载推力的要求时，启动直线电机副初极驱动，副初极行波磁场方向与主初极行波磁场方向相同，共同驱动运行，扩大了整个系统的推力范围。

附图说明

图1是本发明的结构立体示意图；

图2是本发明的结构主视图；

图3是本发明的结构分解图。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。

如图1至图3所示，一种主初极与副初极混合式结构的永磁直线电机，包括次极紧固螺栓1、次极安装板2、主次极3、副次极4、主初极5、副初极6、初极紧固螺栓7、初极安装板8、基座9。