[发明专利]一种无铁芯直线电机

说明书

本发明公开了一种无铁芯直线电机，包括定子和动子，定子包括上背铁、下背铁、固定在上背铁内表面的上排磁铁阵列和固定在下背铁内表面的下排磁铁阵列；上排磁铁阵列和下排磁铁阵列均为交替设置的S极磁铁、海尔贝克磁铁和N极磁铁；上排磁铁阵列和下排磁铁阵列位置相对的磁铁的极性相同；上排磁铁阵列和下排磁铁阵列之间形成气隙；动子在气隙的长度方向作直线运动，动子包括冷却机构以及缠绕在冷却机构上的动子线圈；动子线圈所在平面与动子的直线运动方向垂直。本发明所提供的无铁芯直线电机输出功率大；电机结构紧凑，适合高速、高加速度运行；冷却速度快，效率高，节省空间；由于散热效果更好，所以可以通较大的电流，进而提高电机输出功率。

技术领域

本发明涉及一种电机，特别涉及一种无铁芯直线电机。

背景技术

传统永磁直线电机，如图1所示，包括：定子磁铁阵列1、动子线圈2、定子背铁3。动子线圈2水平布置在定子磁铁陈列1中，即动子线圈2的中心轴垂直于定子磁铁陈列的垂直方向设置，以上动子线圈2的设置方式称之为平板型绕组，而这种平板型绕组方式决定了动子线圈2必须留出一部分尺寸用于绕线，在一定体积条件下，线圈匝数较少，当两个定子磁铁阵列1间距增大时，磁密下降，电机常数下降；结构不够紧凑，输出功率较小，电机强度低，不适合高速、高加速度运行。

现有技术中电机的冷却装置，在动子线圈外面绕水管，这种冷却装置的缺点是动子线圈与水管的有效接触面积小，冷却效果差，制造工艺和装配过程复杂，不利于批量加工制造。

发明内容

为了提高电机的输出功率，增强冷却效果，本发明提供一种无铁芯直线电机。

为了解决以上技术问题，本发明的技术方案是：一种无铁芯直线电机，包括定子和相对所述定子运动的动子，所述定子包括上背铁、下背铁、固定在所述上背铁内表面的上排磁铁阵列以及固定在所述下背铁内表面的下排磁铁阵列；所述上排磁铁阵列和所述下排磁铁阵列均为交替设置的S极磁铁、海尔贝克磁铁以及N极磁铁；所述上排磁铁阵列和所述下排磁铁阵列位置相对的磁铁的极性相同；所述上排磁铁阵列和所述下排磁铁阵列之间形成气隙；所述动子在所述气隙的长度方向作直线运动，所述动子包括冷却机构以及缠绕在所述冷却机构的外围轮廓上的动子线圈；所述动子线圈所在平面与所述动子的直线运动方向垂直。

作为优选，所述冷却机构包括冷却腔体和均匀垂直排布在所述冷却腔体外部的散热片，所述动子线圈绕制在相邻两个所述散热片之间的所述冷却腔体上；所述动子线圈缠绕方向与所述散热片平行。

作为优选，所述散热片从所述冷却腔体的外部伸入内部。

作为优选，所述冷却腔体内设有水冷通道，所述冷却腔体设有进水口和出水口。

作为优选，在所述冷却腔体内的所述水冷通道是按S形状排布。

作为优选，相邻两个所述散热片的间距为τ/3；其中，τ为磁铁阵列中水平相邻N、S磁铁中心距离。

作为优选，所述动子线圈是至少一组三相线圈，每组三相线圈包括个绕制的单相线圈，相邻两个所述单相线圈间距为τ/3；其中，τ为磁铁阵列中水平相邻N、S磁铁中心距离。

作为优选，所述冷却机构包括多个冷却模块，每个所述冷却模块包括三个套接式外壳，每个所述套接式外壳对应绕制一个单相线圈。

作为优选，所述冷却机构外表面设置有绝缘镀层。

作为优选，所述动子线圈与所述冷却机构通过树脂胶灌封形成一体。