[发明专利]高推力密度圆筒形永磁直线电机

说明书

技术领域

本发明涉及一种高推力密度圆筒形永磁直线电机，属于电机技术领域。

背景技术

圆筒形直线电机由于具有绕组利用率高、无横向端部绕组及无单边磁拉力等优点，在直线运动场合有很高的实用价值。现有的圆筒形直线电机，其结构如图3所示，它的电枢铁心采用齿槽结构，饼式绕组嵌放在铁心槽中，这种形式的缺陷一方面是电机的加工及装配难度较大；另一方面，当电机驱动负载时，电枢反应易引起齿部铁心磁密饱和，造成气隙磁场畸变，导致电机的推力波动增大、平均推力下降及铁耗增大，从而限制了电机的推力密度和过载能力。

发明内容

本发明的目的是提供一种高推力密度圆筒形永磁直线电机，它解决了现有圆筒形电机推力密度低且过载能力差的问题。

本发明包括初级和次级，初级由电枢铁心和电枢绕组组成，电枢铁心为圆筒形并且材质为导磁材料，电枢铁心上沿径向开有第一通槽，第一通槽的中心线与电机的轴向平行，电枢绕组装配在电枢铁心的内壁，电枢绕组由多个饼式绕组按照相序排列成圆筒形状，每个饼式绕组是一个独立绕组，所述多个饼式绕组的接线端分别穿过第一通槽并相互连接；电枢绕组的内圆表面与次级的外表面之间为气隙；次级由多个次级铁心、多个永磁体和非导磁轴筒组成，多个次级铁心和多个永磁体相互间隔配合套接在非导磁轴筒的外圆表面上，非导磁轴筒的外圆表面的两个端部套接的分别为一个次级铁心，永磁体的轴向切面为等腰梯形；永磁体为轴向充磁结构，相邻永磁体的充磁方向相反。本发明的另一种技术方案为：一种高推力密度圆筒形永磁直线电机，它包括初级和次级，初级由电枢铁心和电枢绕组组成，电枢铁心为圆筒形并且材质为导磁材料，电枢铁心上沿径向开有第一通槽，第一通槽的中心线与电机的轴向平行，电枢绕组装配在电枢铁心的内壁，电枢绕组由多个饼式绕组按照相序排列成圆筒形状，每个饼式绕组是一个独立绕组；所述电枢铁心上沿径向开有第二通槽，第二通槽的中心线与电机的轴向平行，第二通槽与第一通槽的大小相等并且相对设置，第一通槽的轴向长度L1小于电枢铁心的轴向长度L2，所述多个饼式绕组的接线端分别穿过第一通槽和第二通槽并连接；电枢绕组的内圆表面与次级的外表面之间为气隙；次级由多个次级铁心、多个永磁体和非导磁轴筒组成，多个次级铁心和多个永磁体相互间隔配合套接在非导磁轴筒的外圆表面上，非导磁轴筒的外圆表面的两个端部套接的分别为一个次级铁心，永磁体的轴向切面为等腰梯形；永磁体为轴向充磁结构，相邻永磁体的充磁方向相反。

本发明的优点是：本发明通过在电枢铁心上沿径向开第一通槽，使电枢绕组的多个独立绕组成型的饼式绕组的接线端分别由第一通槽引出并连接，这减小了电机初级的加工难度和装配间隙；多个次级铁心和多个永磁体配合方式的设置，增加了永磁体发出的磁通的有效面积，提高了电机气隙的磁密，与传统内嵌的圆环形磁钢结构相比提高了电机的推力；利用多个次级铁心和多个沿半径和中心线的切面为等腰梯形的永磁体配合的方式减小了漏磁，也提高了气隙磁场强度，上述两个方面共同提高了电机的推力密度。此外，电机的初级采用无槽结构，电枢反应的影响大大减小，从而增加了电机的过载能力。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；图2为图1中电枢铁心的俯视图；图3为现有圆筒形直线电机的结构示意图。

具体实施方式

具体实施方式一：下面结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式包括初级和次级，初级由电枢铁心1-1和电枢绕组1-2组成，电枢铁心1-1为圆筒形并且材质为导磁材料，电枢铁心1-1上沿径向开有第一通槽1-1-1，第一通槽1-1-1的中心线与电机的轴向平行，电枢绕组1-2装配在电枢铁心1-1的内壁，电枢绕组1-2由多个饼式绕组按照相序排列成圆筒形状，每个饼式绕组是一个独立绕组，所述多个饼式绕组的接线端分别穿过第一通槽1-1-1并相互连接；电枢绕组1-2的内圆表面与次级的外表面之间为气隙3；次级由多个次级铁心2-1、多个永磁体2-2和非导磁轴筒2-3组成，多个次级铁心2-1和多个永磁体2-2相互间隔配合套接在非导磁轴筒2-3的外圆表面上，非导磁轴筒2-3的外圆表面的两个端部套接的分别为一个次级铁心2-1，永磁体2-2的轴向切面为等腰梯形；永磁体2-2为轴向充磁结构，相邻永磁体2-2的充磁方向相反。