[发明专利]一种圆筒形永磁直线电机

说明书

技术领域

本发明属于直线电动机技术领域，具体涉及一种圆筒形永磁直线电机。

背景技术

直线电机可以直接产生直线运动，不需要复杂的机械转换，并且结构比较简单、运动惯量小，动态响应快，其应用领域正日益扩大。圆筒形直线电机无横向边缘效应，容易克服单边磁拉力问题，防护简单，所以更适合工业应用。

目前，广泛应用的直线电机铁心材料为硅钢片，但硅钢片很难制作复杂形状的电机，难以从初级铁心结构上来改进电机性能。近年来软磁复合材料Soft Magnetic Composite Materials，简称SMC材料在电磁装置中得到了广泛的应用，同传统硅钢片相比，SMC材料是由具有绝缘层包裹的铁粉颗粒压制而成，所这就使它的电阻率很高，涡流损耗非常小，非常适合用于电机制作；SMC材料磁、热各向同性的，更易于成型，所以非常适合制作复杂形状的电机。SMC材料缺点是磁导率较低，应用在电励磁电机中会导致电机的励磁电流较大，效率低，但对于永磁电机来说，其励磁是有永磁材料来完成的，不需要额外的励磁电流，所以SMC材料更适合应用在永磁电机中。

现有的直线电机的缺点就是由于磁路开断引起的轴向端部推力波动。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提出一种圆筒形永磁直线电机。

一种圆筒形永磁直线电机，包括：初级和次级，所述初级包括：初级铁芯(1)、电机绕组(2)，所述次级包括：次级铁芯(3)和永磁体(4)；

所述初级铁芯(1)与次级铁芯(3)同轴设置；

所述初级铁芯(1)为圆筒形，由多个具有倾斜角的凹型圆筒铁芯槽(5)组成；

所述初级铁芯(1)的凹型圆筒铁芯槽(5)的凹型槽中心位于次级铁芯(3)中心线上；

所述电机绕组(2)放置于初级铁芯(1)的凹型圆筒铁芯槽(5)的凹型槽中；

所述次级铁芯(3)为圆柱形铁芯；

所述次级铁芯(3)表面依次安装有极性相反的圆环状永磁体(4)；

所述次级位于初级内侧，所述永磁体(4)与初级铁芯(1)之间留有气隙。

所述初级铁芯采用的材料为软磁复合材料。

所述初级铁芯还包括有具有倾斜角的圆环形端板(6)，所述圆环形端板(6)的内径与凹型圆筒铁芯槽(5)的内径相同，所述圆环形端板(6)的外径与凹型圆筒铁芯槽(5)的外径相同，所述圆环形端板(6)设置于初级铁芯(1)具有凹形槽的一端。

所述凹型圆筒铁芯槽(5)的倾斜角与圆环形端板(6)的倾斜角θ的角度相同，其中，0°＜θ≤60°。

本发明的有益效果：

本发明提出圆筒形永磁直线电机，本发明可以有效地减小圆筒形永磁同步直线电机的推力波动。本发明使用上述斜槽结构，从而使得同一磁极在轴线方向对初级槽所受到的切向力方向各异，进而达到消除齿槽力的效果。

附图说明

图1为本发明具体实施方式中圆筒形永磁直线电机的结构示意图；

其中，1-初级铁芯，2-电机绕组，3-次级铁芯，4-永磁体，5-凹型圆筒铁芯槽，6-圆环形端板；

图2为本发明具体实施方式中圆筒形永磁直线电机的三维示意图；

图3为本发明具体实施方式中初级铁芯的三维示意图和二维示意图；

其中，(a)为初级铁芯的三维示意图；

(b)为初级铁芯的三维示意图；

图4为本发明具体实施方式中电机绕组的三维示意图和二维示意图；

其中，(a)为电机绕组的三维示意图；

(b)为电机绕组的三维示意图；

图5为本发明具体实施方式中圆环形端板的三维示意图和二维示意图；

其中，(a)为圆环形端板的的三维示意图；

(b)为圆环形端板的的三维示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明具体实施方式加以详细的说明。

一种圆筒形永磁直线电机，如图1和图2所示，包括：初级和次级，所述初级包括：初级铁芯1、电机绕组2，所述次级包括：次级铁芯3和永磁体4。

所述初级铁芯1与次级铁芯3同轴设置。

所述初级铁芯采用的材料为软磁复合材料。

所述初级铁芯1为圆筒形，如图3所示，由多个具有倾斜角的凹型圆筒铁芯槽5组成。

本实施方式中，初级铁芯1由12个具有倾斜角的凹型圆筒铁芯槽5由左向右拼接构成。

所述初级铁芯1的凹型圆筒铁芯槽5的凹型槽中心位于次级铁芯3中心线上。