[发明专利]一种线性驱动装置及线性电机

说明书

技术领域

本发明涉及电机技术领域，尤其涉及线性电动机技术领域。

背景技术

在现有技术中，线性电机从驱动方式上分，大体上可分为两类：一类是动圈式线性电机，它是通电线圈在匀强磁场内，受安培力来驱动；另一类是电磁式，它是两个或两个以上电磁铁产生的电磁场相互作用来驱动，或电磁铁产生的电磁场与永久磁体的磁场相互作用来驱动。

在第一类线性电机中，匀强磁场是一个或两个永久磁铁由铁芯连通而成的，匀强磁场两个磁极之间，不仅要有容纳线圈的空间，而且两个磁极与线圈之间有气缝。在第二类线性电机中，电磁铁是由线圈和铁芯构成的，电磁极与电磁极之间，或电磁极与永久磁铁之间有气缝。这两类线性电机，都有铁芯，磁回路较长，在磁回路上有气缝，能量损耗较大，效率低、体积大、结构复杂。

发明内容

为克服现有技术的不足，本发明的目的是提供一种结构简单、控制精度高、效率高、功率体积比大、噪声低的线性驱动装置及线性电机。

为便于说明本发明，先了解几个电磁学概念：

永久磁铁的内磁场和外磁场：永久磁铁表面以里的实心部分所存在的磁场称为内磁场，永久磁铁表面以外的空间所存在的磁场称为外磁场，永久磁铁的外表面就是内、外磁场的分界面。

永久磁铁的N、S两极分界面：永久磁铁的N、S两极中间有个分界面，将永久磁铁平分成左右两段，如果左段是N极，右段就是S极，这个分界面称为永久磁铁的N、S两极分界面。

通电空心线圈的内磁场和外磁场：通电空心线圈两个端面之间的空心柱内所产生的磁场称为内磁场，空心柱之外所产生的磁场称为外磁场，空心柱的外表面就是电磁场的内、外磁场的分界面。

通电空心线圈所产生的内磁场的N、S两极分界面：通电空心线圈所产生的内磁场的N、S两极中间有个分界面，将内磁场平分成左右两段，如果左段是N极，右段就是S极，这个分界面称为通电空心线圈所产生的内磁场的N、S两极分界面。

一个磁场的内磁场和外磁场大小相等，方向相反。

永久磁铁的内磁场看不见，表现出来的是外磁场。而通电空心线圈产生的内磁场，可以看见，可以利用。

本发明的目的之一，是提供一种线性驱动装置。

实施例1、一种线性驱动装置，由一组空心线圈做定子，一个永久磁铁做动子。空心线圈的空腔能容纳下永久磁铁，还留有间隙，空心线圈的右端口和永久磁铁的左端面挨着，并同轴，空心线圈在轴线上所占的宽度，等于永久磁铁在轴线上所占的宽度，永久磁铁轴向充磁，左段为N极，右段为S极。

结合附图2，说明实施例1的线性驱动装置的工作原理：

当空心线圈(8a)的引线ja1接在直流电源的正极上，引线ja2接在直流电源的负极上，空心线圈(8a)产生的内磁场的左段为S极，左段为N极，与永久磁铁(9)的外磁场相互吸引，使永久磁体(9)向空心线圈(8a)内运动，一直到通电空心线圈产生的内磁场的N、S两极分界面Mxa和永久磁铁的N、S两极分界面My重合时，运动停止，此时，空心线圈(8a)产生的内磁场与永久磁铁(9)的外磁场耦合，空心线圈(8a)产生的内磁场的磁力线，通过永久磁铁(9)的外表面，直接与永久磁铁(9)的内磁场的磁力线连接，形成最短磁回路，无间隙，吸力最大。

实施例2、一种线性驱动装置，将实施例1的线性驱动装置，空心线圈做动子，永久磁铁做定子。空心线圈的空腔能容纳下永久磁铁，还留有间隙，空心线圈的右端口和永久磁铁的左端面挨着，并同轴，空心线圈在轴线上所占的宽度，等于永久磁铁在轴线上所占的宽度，永久磁铁轴向充磁，左段为N极，右段为S极。

本发明的目的之二，是提供一种线性电机。