[发明专利]一种多面筒型混合励磁开关磁通直线电机

摘要

本发明涉及一种多面筒型混合励磁开关磁通直线电机，通过设计多定子模块化结构，使电机加工装配方便简单；设置磁钢和绕组在直线电机定子上，降低直线电机材料用量和造价；电机动子只存在动子齿环，使电机直线驱动鲁棒性强，响应迅速。通过设置励磁绕组，调节电机磁场，改善直线电机低速负载和高速进给性能。另外，本发明通过设置冷却液循环系统，使得磁钢、电枢绕组和励磁绕组共同散热，大大提高直线电机运行负荷和稳定性。因此，相比现有的直线电机，本发明直线电机作为主轴大推力轴向驱动的伺服直驱动力源更具有优势，工作性能更佳。

主权项

1.一种多面筒型混合励磁开关磁通直线电机，其特征是：至少包括动子芯轴（1）、定子铁心模块（2）、电枢绕组（4）、励磁绕组（5）、电机机座（7）、动子小齿环（8）、动子大齿环（9）、次级滑套（10）、直线轴承（11），所述动子芯轴（1）沿轴向设置在电机机座（7）轴线上，所述动子小齿环（8）和动子大齿环（9）沿轴向依次间隔嵌套在所述动子芯轴（1）外圆面上，组成该直线电机次级动子；所述动子芯轴（1）轴向两端设置有次级滑套（10），次级滑套（10）使依次间隔嵌套的动子小齿环（8）和动子大齿环（9）限位在动子芯轴（1）上，次级滑套（10）与依次间隔嵌套的动子小齿环（8）和动子大齿环（9）一起用于次级动子的定向沿动子芯轴（1）轴向往复运动；所述电机机座（7）轴向两端设置电机外套筒（12），由螺栓（15）紧固；所述次级滑套（10）外侧设置直线轴承（11），直线轴承（11）嵌套在所述电机外套筒（12）内；所述次级滑套（10）前端设置锁紧螺母（16），用于次级动子的锁紧固定；所述电机机座（7）内侧沿轴向等间隔平行与动子芯轴（1）设置有凹槽，在每个凹槽内固定有定子铁心模块（2），定子铁心模块（2）平行于动子芯轴（1）；多组电枢绕组（4）和励磁绕组（5）以不等直径穿过定子铁心模块（2），电枢绕组（4）直径大，励磁绕组（5）直径小，电枢绕组（4）在励磁绕组（5）的外侧形成一组，一组电枢绕组（4）和励磁绕组（5）和另一组之间有间隔且平行；所述定子铁心模块（2）包括多组：定子齿极（2a）、定子轭部（2b）、内侧小槽（2c）、外侧大槽（2d）和中间槽（2e），由多组定子齿极（2a）、定子轭部（2b）、内侧小槽（2c）、外侧大槽（2d）和中间槽（2e）构成相同结构图形并排连接为一体，其中定子齿极（2a）为两个小写的“h”结构头对头留间隔对称布置，头对头留间隔对称布置的小写“h”顶部由定子轭部（2b）连接，定子轭部（2b）下部空间是外侧大槽（2d），小写“h”的底部空间是内侧小槽（2c）；所述相同结构图形通过中间槽（2e）隔开，定子铁心模块（2）由硅钢片冲裁叠压而成；电枢绕组（4）穿过定子铁心模块（2）的外侧大槽（2d），励磁绕组（5）定子铁心模块（2）的内侧小槽（2c）；所述中间槽（2e）内有永磁体（3），永磁体（3）沿轴向充磁，轴向相邻两个永磁体（3）充磁方向相反；所述电枢绕组（4）和励磁绕组（5）沿周向绕制成正多边形状；所述电枢绕组（4）沿周向分别嵌套在周向各个定子铁心模块（2）的外侧大槽（2d）内，所述励磁绕组（5）沿周向分别嵌套在周向各个定子铁心模块（2）的内侧小槽（2c）内；所述永磁体（3）轴向两侧相邻的两个电枢绕组（4）的绕线方向相反，并串联连接成对，沿轴向依次设置为A，B，C三相绕组；所述永磁体（3）轴向两侧相邻的两个励磁绕组（5）的绕线方向相反，并串联连接成对，在调节电机磁场时每对励磁绕组同时并行通入励磁直流电；所述各定子铁心模块（2）外侧设置有冷却液管道（6），所述冷却液管道（6）横向穿过所述定子铁心模块（2）两侧并沿轴向延伸；所述冷却液管道（6）出入两端分别设置冷却液入口环（13）和冷却液出口环（14）；冷却液由所述冷却液入口环（13）入口进入，在环内形成六个分支分别流入各定子铁心模块（2）的所述冷却液管道（6）内，并在所述冷却液出口环（14）汇合流出；所述动子小齿环（8）和动子大齿环（9）为正六边形状。