[发明专利]一种抛物线磁轭定子结构及磁轴式直线电机

说明书

本发明公开了一种抛物线磁轭定子结构及磁轴式直线电机，包括外壳，外壳用于为其他结构提供安装基础；外壳内部设置为中空结构，外壳内部的轴线方向上依次排列多组磁轴单元，磁轴单元用于为直线电机内动子的滑动提供磁场，外壳的两端上设置有用于将磁轴单元固定在外壳内部的限位组件，磁轴单元包括磁轭、磁钢和定位套，磁轭和磁钢在外壳的轴线方向上同轴设置，多个磁轴单元中的磁轭和磁钢依次间隔设置，每两个相邻的磁轴单元中的两个磁钢中相同的磁极互相靠近，磁轭以轴线为中心扫描的外部轮廓的母线呈抛物线形状，本发明通过对磁轴单元的结构设计，提高了电机运行的平稳性。

技术领域

本发明涉及电机技术领域，特别涉及一种抛物线磁轭定子结构及磁轴式直线电机。

背景技术

直线电机是一种将电能直接转换成直线运动机械能，而不需要任何中间转换机构的动力装置和执行结构。它可以看成是一台旋转电机按径向剖开，并展成平面而成。

目前的直线电机是将传统旋转电机的初级展开拉直，变初级的封闭磁场为开放磁场，而旋转电机的定子部分变为直线电机的初级，旋转电机的转子部分变为直线电机的次级，将初级固定，次级就能沿着行波磁场运动的方向做直线运动，目前使用的磁轴式直线电机的定子部分由圆柱状的磁轭和磁钢组成，具备该种结构的直线电机的反电动势梯形波平稳区凹陷畸变，导致电机在运行过程中不够平稳，基于目前使用的直线电机存在的上述缺陷，本发明提供了一种抛物线磁轭定子结构及磁轴式直线电机，对磁轴结构进行改进，使得直线电机的运行更加平稳。

发明内容

针对上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种抛物线磁轭定子结构，包括外壳，所述的外壳用于为其他结构提供安装基础；外壳内部设置为中空结构，所述的外壳内部的轴线方向上依次排列多组磁轴单元，所述的磁轴单元用于为直线电机内动子的滑动提供磁场，所述的外壳的两端上设置有用于将磁轴单元固定在外壳内部的限位组件。

所述的磁轴单元包括磁轭和磁钢，所述的磁轭和磁钢在外壳的轴线方向上同轴设置，多个所述的磁轴单元中的磁轭和磁钢依次间隔设置，每两个相邻的磁轴单元中的两个磁钢中相同的磁极互相靠近，所述的磁轭的外部轮廓母线在xoy平面直角坐标系中y≥0的参数方程为：

式中：D₁为磁轭端面直径，D₁同时为磁钢的直径；D₂为磁轭轮廓上对应的最大直径；b为磁轭的长度，xoy平面为磁轭的轴向剖面，坐标原点在面心，x轴与磁轭的轴线方向重合，y轴与磁轭中心的径向方向重合。

进一步的，所述的外壳的内径与磁轭轮廓上的最大直径相等，所述的磁轴单元还包括定位套，所述的定位套设在磁钢和外壳之间，定位套用于实现对磁钢的径向定位。

进一步的，所述的磁钢设置为圆柱形状。

进一步的，所述的定位套为非导磁材料。

进一步的，所述的限位组件包括堵头、支撑管和螺栓，所述的支撑管与外壳同轴，所述的堵头设置在外壳内部，所述的堵头中部设置有螺纹孔，所述的螺栓穿过支撑管与堵头形成螺纹配合。

进一步的，所述的堵头靠近支撑管的一端设置为锥形。

进一步的，所述的支撑管内部设置有沉孔，所述的沉孔为圆锥形状，且靠近堵头一端。

进一步的，所述的支撑管的外侧设置有用于卡在外壳端部的环形凸台，支撑管上除凸台以外的部分设置在外壳的内部。

进一步的，所述的支撑管分布若干变形割缝。

进一步的，一种具备抛物线铁芯定子结构的磁轴式直线电机，包括用于固定安装外壳的模组架体，所述的外壳外部滑动安装有动子结构，所述的动子结构上设置有用于控制动子结构换向以及进行电角度检测的霍尔换向板，有用于检测动子运动位置和速度的磁栅读头或光栅读头。