[发明专利]一种非均匀齿无磁轨直线电机

说明书

本发明公开了一种非均匀齿无磁轨直线电机，它涉及永磁直线电机技术领域。它包括动子和定子两个部件，所述的动子包括有动子轭、动子齿、动子齿端部、绕组和永磁体，定子包括有定子轭和定子齿，与动子轭连接的动子齿在空间上非均匀排列，永磁体放置在动子齿端部，绕组放置在由动子齿形成的槽内，定子齿连接在定子轭上。本发明无需在定子上放置永磁体，成本低廉，安装运输简单，电机寿命长，电磁干扰小，安全隐患小，应用前景广阔。

技术领域

本发明涉及的是永磁直线电机技术领域，具体涉及一种非均匀齿无磁轨直线电机。

背景技术

近些年来，随着高端机床、半导体、光伏、激光切割、液晶面板、锂电行业的快速发展，对直线运动系统的高速度、高精度、长行程和高寿命提出了迫切需求，传统的滑动推进系统，由于其自身固有的缺点，已经无法满足市场需求。直线电机因其直接用动定子产生的电磁力作为推进力，有效地解决了滑动推进系统的四大缺点，适合长行程，高精度，高动态响应，高寿命等工况，近年来越发受到市场的青睐。

目前，市场上的直线电机均在动子上放置电枢绕组，定子上依次间隔安装永磁体。当通入三相交流电后，动子上的线圈产生电枢磁场，该磁场与定子上永磁体产生的磁场相互作用，产生推力。目前所有厂商生产的直线电机(按安装形态分为平板型、U型、圆筒型，按有铁芯特征分为有铁芯型和无铁芯型)，均需要在定子上铺上由交替的永磁体做成的磁轨。该特征导致以下五个缺陷：

(1)价格极其昂贵：因为永磁体的主要成分稀土是稀缺不可再生资源，所以在定子上铺满永磁体，行程较长(2米以上)的应用工况下，价格及其昂贵。

(2)安装运输附加成本高：永磁体会在周围产生强大的磁场，在定子的制作过程中需要做特殊工装护具，在运输过程中需要做隔磁防护罩，导致电机附加成本高。

(3)电机寿命短：定子上的强磁场在电机运行时，会吸引铁屑，灰尘进电机，影响电机寿命。虽然一些厂家会在防尘上采用手段，如采用屏蔽罩、风琴罩等防尘措施，但此举无疑会增加电机成本。

(4)产生电磁干扰：定子上的永磁体会在周围产生强力磁场，会干扰周围电子元器件的正常运行，导致在3C行业的精密检测领域应用受限。

(5)安全隐患大：强力永磁体在电机的搬运，安装和使用过程中，若操作不当，会导致工人受伤。

为了解决上述常规直线电机的五大缺陷，设计一种新型的定子上不需要永磁体的无磁轨直线电机尤为必要。

发明内容

针对现有技术上存在的不足，本发明目的是在于提供一种非均匀齿无磁轨直线电机，结构设计合理，该电机无需在定子上放置永磁体，成本低廉，安装运输简单，电机寿命长，电磁干扰小，安全隐患小，易于推广使用。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：一种非均匀齿无磁轨直线电机，包括动子和定子两个部件，所述的动子包括有动子轭、动子齿、动子齿端部、绕组和永磁体，定子包括有定子轭和定子齿，与动子轭连接的动子齿在空间上非均匀排列，永磁体放置在动子齿端部，绕组放置在由动子齿形成的槽内，定子齿连接在定子轭上。

作为优选，所述的动子齿呈非均匀排列，相邻齿间的距离分别为交替的d1和d2，且d1不等于d2；所述的动子齿的数量N_S为6的倍数。

作为优选，所述的动子齿端部和磁铁的接触面为平面或者为开槽的凹凸面，磁铁贴在动子齿端部的表面上或者嵌入在动子齿端部的凹槽内；所述的动子齿端部上所开槽的形状包括有矩形、梯形、半圆形和正弦形，开槽从端部的中间位置或从两边位置开始，开槽后形成的小齿数m为大于等于1的整数。

作为优选，所述的动子轭、动子齿、定子轭、定子齿均采用导磁材料制成，导磁材料包括有硅钢片、纯铁、电工钢、坡莫合金。