[发明专利]一种双边混合励磁型高推力直线同步电机

说明书

技术领域

本发明涉及一种双边混合励磁型高推力直线同步电机。

背景技术

永磁直线同步电机与直线感应电机相比，优点是推力密度大，缺点是推力波动大。高速数控机床目前采用的大推力直线同步电机都是永磁结构，为了进一步增大推力并克服推力波动大的缺点，双边冷却型结构是一种可选的结构。目前检索到的大推力永磁直线电机，永磁体基本都是面贴式的单边型结构，永磁体安装在背铁上作为长定子，电枢绕组嵌入叠片铁芯作为动子，系统存在很大的边端力，而且动子存在很大的单边法向力。

发明内容

本发明提供一种双边混合励磁型高推力直线同步电机，适用于高速数控床、直线输送装置、直线试验平台等需要高平稳大推力的应用场合，解决了目前永磁直线同步电机存在边端力、气隙磁场调磁困难、推力密度不高的问题。

为了达到上述目的，本发明提供一种双边混合励磁型高推力直线同步电机，该直线同步电机包含磁极和电枢，所述磁极设置在电枢两侧。

所述的磁极包含齿形背铁，嵌入设置在背铁齿间的可调直流励磁绕组，以及设置在背铁齿上的永磁体。

相邻的永磁体的极性相反。

所述的电枢包含两个背向设置的齿形电枢铁芯，该电枢铁芯的背部设置有若干冷却管槽，该电枢还包含设置在电枢铁芯齿间的电枢绕组，以及设置在电枢铁芯背部冷却管槽内的冷却管道。

所述的背部冷却管槽内的冷却管道内冷却介质可以是水、或是油、或是汽液混合介质、或仅仅开通风道。

所述的背部冷却管槽可以是横向设置、也可以是纵向设置。

所述的磁极和电枢都可作为动子。

当磁极作为动子时，电枢作为定子，两侧磁极错位长度l，l范围为磁极极距的0~1/2倍，当电枢作为动子时，磁极作为定子，双排齿形电枢铁芯错位长度l，l范围为磁极极距的0~1/2倍。

根据需要，如在高推力场合，磁极上也设置冷却系统。

本发明的磁极上安装永磁体与电励磁绕组，采用混合励磁的方式提供气隙磁场，电枢上安装电枢绕组、电枢铁芯与冷却管道，与现有的动电枢型永磁型结构相比，本发明的电枢采用双排式错位拼装结构，减小了边端效应，电枢采用内置冷却结构，提高了推力密度，磁极采用混合励磁结构，使得气隙磁场灵活可调。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的结构示意图；

图3是本发明的安装示意图；

图4是本发明中电枢的结构示意图。

具体实施方式

以下根据图1～图4，具体说明本发明的较佳实施例。

本发明提供一种双边混合励磁型高推力直线同步电机，包含磁极1和电枢2，所述电枢为双边背向形式，双边磁极1设置在电枢2两侧。

所述的磁极1包含齿形背铁1-3，嵌入设置在背铁1-3齿间的可调直流励磁绕组1-2，以及设置在背铁1-3齿上的永磁体1-1。相邻的永磁体1-1的极性相反。

如图4所示，所述的电枢2包含两个背向设置的齿形电枢铁芯2-3，该电枢铁芯2-3的背部设置有若干冷却管槽。该电枢2还包含设置在电枢铁芯2-3齿间的电枢绕组2-1，以及设置在电枢铁芯2-3背部冷却管槽内的横向式冷却管道2-2，大大提高电流密度。冷却介质可以是水、或是油、或是汽液混合介质，由外部冷却系统提供。也可仅仅开通风道。

所述的磁极1和电枢2都可作为动子，当磁极1作为动子时，电枢2作为定子，两侧磁极错位长度l，l范围为磁极极距的0~1/2倍，当电枢2作为动子时，磁极2作为定子，双排齿形电枢铁芯2-3错位长度l， l范围为磁极极距的0~1/2倍。

动子一般为电枢，但也可为磁极。动电枢时，冷却管安装于电枢是由于电机主要的损耗产生在电枢上，根据需要，如在高推力场合，磁极部分也可增加冷却系统。

本发明的工作原理：永磁体1-1与电枢绕组2-1共同提供可调节的气隙磁场，电枢绕组2-1中通入相应的三相交流电流，产生电磁推力，驱动动子运行。动子互相错开一定的位置l，使两侧边端效应相互抵消，因此本发明电机的优点是边端效应小，动子无单边法向力，推力大，调节灵活。