[发明专利]无轴承开关磁阻直线电机

说明书

本发明提供的一种无轴承开关磁阻直线电机，包括定子单元和动子单元；所述动子单元包括支撑轴和同轴固定外套于支撑轴的动子凸极，所述动子凸极为多个且沿支撑轴的轴向等间距设置，所述动子凸极为多棱柱结构；所述定子单元为包括多个定子且多个定子沿支撑轴的轴向等间距布置，相邻定子之间具有绝缘挡圈；所述定子具有多个凸极，且多个凸极沿定子的圆周方向等间距均匀设置，凸极的个数与多棱柱的面数相等且对应，所述定子的凸极设置有励磁绕组，位于定子单元两端的定子的凸极设置有悬浮绕组，能够确使得磁阻电机形成完整的磁通回路，有效避免漏磁现象的发生，从而确保磁阻电机的功率稳定性，而且能够有效降低转矩波动以及振动造成，从而确保整个磁阻电机的稳定性。

技术领域

本发明涉及一种直线电机，尤其涉及一种无轴承开关磁阻直线电机。

背景技术

直线电机能够直接将电能转换成为直线运动的机械能，并且可以消除中间转换或传动环节所带来的各种误差，近些年作为传统旋转电机的替代电机在直线运动领域广泛应用。传统直线电机需要通过直线轴承支撑电机动子进行高速往复机械运动，但直线轴承长时间磨损会影响直线电机的效率，降低工作的可靠性，甚至使电机提前报废。因此，选择无轴承磁悬浮技术代替直线轴承是一种解决上述问题较为优良的手段。目前工业领域应用较多的直线电机类型是永磁直线电机，但永磁直线电机制造成本高、后期维修困难且稀土资源有限，从而导致永磁直线电机很难在工业领域大规模应用。开关磁阻直线电动机是一种结合了直线电机原理与开关磁阻电机特性的新型特种电机，它既能高速度、高精度实现直线运动，又具有结构简单、便于维护的特点，在工业领域中有进一步发展应用的趋势。

但是，现有的开关磁阻电机存在以下缺陷：开关磁阻电机的控制系统较其他类型的电机复杂，包含了位置检测器等器件，且开关磁阻电机为双凸极结构，在运行过程中不可避免地存在转矩波动和振动噪声；更为重要的是：现有结构的开关磁阻电机存在漏磁现象，从而使得开关磁阻电机的功率稳定性差。

因此，为了解决上述技术问题，继续提出一种新的无轴承开关磁阻直线电机。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种无轴承开关磁阻直线电机，能够能够确使得磁阻电机形成完整的磁通回路，有效避免漏磁现象的发生，从而确保磁阻电机的功率稳定性，而且能够有效降低转矩波动以及振动造成，从而确保整个磁阻电机的稳定性。

本发明提供的一种无轴承开关磁阻直线电机，包括定子单元和动子单元；

所述动子单元包括支撑轴和同轴固定外套于支撑轴的动子凸极，所述动子凸极为多个且沿支撑轴的轴向等间距设置，所述动子凸极为多棱柱结构；

所述定子单元为包括多个定子且多个定子沿支撑轴的轴向等间距布置，相邻定子之间具有绝缘挡圈；

所述定子具有多个凸极，且多个凸极沿定子的圆周方向等间距均匀设置，凸极的个数与多棱柱的面数相等且对应，所述定子的凸极设置有励磁绕组，位于定子单元两端的定子的凸极设置有悬浮绕组。

进一步，所述动子凸极的两端端面均下沉形成凹槽，所述凹槽的开口尺寸由动子凸极端面处到凹槽底部逐渐减小。

进一步，所述凹槽的侧壁与支撑轴径向之间的倾斜角度θ≤30°。

进一步，定子的凸极的宽度L1、相邻定子的凸极之间的宽度L2、相邻动子凸极端面之间的间距S3、相邻动子凸极的凹槽底部之间的间距S2以及同一动子凸极两端的凹槽槽底间距S1具有如下关系：

L2＜S2＜L1+L2；

S3＜L2；

S1＜L1。

进一步，所述定子凸极与动子凸极之间的绝对间隙为1mm。

进一步，所述定子单元外套有隔磁套筒。