[发明专利]一种新型磁钢结构旋转式音圈电机

说明书

技术领域

本发明涉及一种新型磁钢结构的旋转式音圈电机 ，属于音圈电机技术领域。

背景技术

现有的普通旋转式音圈电机存在两个主要问题，一是负载情况下气隙磁密变化导致力矩系数不恒定，这主要是由于电枢反应作用使得音圈电机的出力随位移的变化而变化，而且变化趋势与通电电流的方向有关。这个特性使得音圈电机的控制变得更为复杂。二是力矩系数小，电机出力密度低。由于力矩系数小，在输出相同力矩时就需要更大的电流，而电机的损耗是与电流平方成正比的，会增加的更大，在电机运行可靠性方面带来隐患。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述现有技术存在的问题，即现有的普通旋转式音圈电机存在两个问题，一是负载情况下气隙磁密变化导致力矩系数不恒定；二是力矩系数小，电机出力密度低。进而提供一种磁钢结构旋转式音圈电机 。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种新型磁钢结构旋转式音圈电机，包括：定子轭、两个磁钢和线圈，所述两个磁钢对称固定在定子轭上，线圈设置在定子轭内两个磁钢之间，所述磁钢边缘的厚度小于磁钢中间位置的厚度，所述定子轭中间位置的厚度小于定子轭边缘的厚度，磁钢的中间位置与定子轭的中间位置相一致，定子轭中间设有气隙，线圈宽度不小于运动行程的二分之一。 

本发明的音圈电机具备两个优点：一是力矩系数波动幅度会大大减小，可以保证音圈电机在开环位置控制中的高线性度和高精度。二是由于磁路的改善，电机的力矩系数平均值会增大，电机出力密度得到改善。

 

附图说明

图1为普通旋转式音圈电机负载气隙磁密曲线图；

图2为本发明音圈电机的气隙合成磁场曲线图；

图3为本发明磁钢结构旋转式音圈电机的结构示意图；

图4为实施例2的结构示意图。

 

具体实施方式

下面将结合附图对本发明做进一步的详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式，但本发明的保护范围不限于下述实施例。 

实施例1：如图3所示，本实施例所涉及的一种新型磁钢结构旋转式音圈电机，包括：定子轭1、两个磁钢2和线圈3，所述两个磁钢2对称固定在定子轭1上，线圈3设置在定子轭1内两个磁钢2之间，所述磁钢2边缘的厚度小于磁钢2中间位置的厚度，所述定子轭1中间位置的厚度小于定子轭1边缘的厚度，磁钢2的中间位置与定子轭1的中间位置相一致，定子轭中间设有气隙4，线圈3的宽度不小于运动行程的二分之一。

所述定子轭1的气隙4处采用环氧树脂固封。

实施例2：如图4所示，本实施例采用单面磁钢结构，中间的定子轭处不设置永磁体。定子部件设计成对称结构，定子轭气隙处采用环氧树脂固封。动子部件设计和普通旋转式音圈电机一样，并参照回转中心采用底座安装方式，动圈方式。以接线柱输入直流电流。

本发明基于旋转式音圈电机，也适用于直线式音圈电机。

本发明的关键技术之一，是永磁体磁钢厚度不等，而是按照一定的比例线性变化。

本发明的关键技术之二，是定子轭的厚度不等，且要根据磁钢厚度变化而变化，同时设计有一定宽度的气隙。

本发明的关键技术之三，是线圈长度要达到运动行程的一半以上。

本发明的基本原理具体说明如下：

本发明的音圈电机中有两个突出特点。一是磁钢和定子轭的厚度不是均匀的。靠近中间位置，磁钢厚而定子轭薄；靠近边缘位置则相反，磁钢薄而定子轭厚。磁钢和定子轭的厚度采用线性变化规律。二是在定子轭中间设计有一定宽度的气隙。该气隙对主磁场几乎没有影响，但却大大增加了电枢反应磁路的磁阻，可以有效抑制电枢反应对气息合成磁场的影响。

该结构音圈电机充分考虑了音圈电机磁场的分布特点，使定子轭的饱和度更加均匀，电机平均力矩增大，同时由于定子轭中间部分饱和度提高，以及定子轭中间气隙的作用，电枢反应所产生的磁通量减小，电枢反应造成的力位曲线斜坡小，电机有效行程内出力的差值减小，正负电流力位曲线更加接近。

本发明解决了由于音圈电机电枢反应造成力矩系数变化的问题，简化了音圈电机的控制方式，提高了控制精度。 

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，这些具体实施方式都是基于本发明整体构思下的不同实现方式，而且本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。