[发明专利]短行程开关磁阻直线电机及应用

说明书

本发明提供了一种短行程开关磁阻直线电机及应用，所述的“短行程”是指：该直线电机的行程较短，适合设计制造行程距离短的推拉执行元件、也可作为小功率冲床及空气压缩机等设备的动力来源；所述的“开关”是指：利用电子控制系统或机械控制系统，使一个或多个电枢绕组按实际要求的时序，接通或断开直流电路；所述的“磁阻”是指：利用磁阻最小原理使永磁磁场吸引铁磁质凸极产生吸引力，并且使该吸引力成为推动动子作直线运动的驱动力，从而达到节约能源的目的；所述的“应用”，是指本发明在具体实际中的应用方式；本发明具有节能效果好，是因永磁磁场的吸引力变为驱动力并没有消耗输入直线电机的电能；还具有结构简单、噪音和故障率低等优点。

技术领域

本发明涉及直线电机领域，涉及一种短行程开关磁阻直线电机及应用，确切地说是一种短行程开关磁阻直流直线往复电机及实际应用方式。

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传动装置。它可以看成是一台旋转电机按径向剖开，且展成平面而成。直线电机也称线性电机，线性马达，直线马达，推杆马达。最常用的直线电机类型是平板式和U型槽式，和管式。线圈的典型组成是三相，有霍尔元件实现无刷换相。开关磁阻(旋转)电机和开关磁阻直线电机，其驱动原理是利用磁阻最小原理，也就是磁通总是沿磁阻最小的路径闭合，利用齿极间的吸引力拉动转子旋转或动子作直线运动。在实际工农业生产中，具有推拉功能的执行元件、小功率冲剪机床、锻锤、空气压缩机等都是常用的直线运动设备，它们的驱动动力大部分来自旋转电机，都是将电机的旋转运动通过曲轴连杆机构转换为直线运动，从而利用该直线运动带动设备工作。本发明根据直线电机在不同场合下的实际需求和磁阻最小原理，设计发明了一种节能效果明显、结构简单的短行程开关磁阻直线电机，以满足目前日趋繁荣的工农业生产的需求。

发明内容

本发明提供了一种短行程开关磁阻直线电机及应用。所述的“短行程”是指：该直线电机的行程较短，适合设计制造行程距离较短的推拉执行元件、也可作为小功率冲床及空气压缩机等设备的动力来源；所述的“开关”是指：利用电子控制系统或机械控制系统，使一个或多个电枢绕组按实际要求的时序，接通或断开直流电源电路；所述的“磁阻”是指：利用磁阻最小原理使永磁磁场或绕组磁场(线圈电流在凸极上感应产生的磁场)吸引铁磁质凸极产生吸引力，并且使该吸引力成为推动或拉动动子作直线运动的驱动力，从而达到节约能源的目的；所述的“应用”，是指本发明的具体应用方式和应用方法。在实际应用中，利用短行程开关磁阻直线电机的驱动力可设计制造剪冲机床、锻锤设备、推拉执行元件或空气压缩机等装备。本发明具有结构简单、噪音和故障率低等优点。说明本发明时，从短行程开关磁阻直线电机的结构、工作原理以及实际应用两方面进行介绍。

另外，本发明所述的短行程开关磁阻直线电机，分为定子凸极绕组、动子永磁式和定子永磁体、动子凸极绕组式两种结构形式。下面以定子永磁体、动子凸极绕组、四极、两驱动模块短行程开关磁阻直线电机为例来说明。

基本结构

附图1表示四极、两驱动模块短行程开关磁阻直线电机沿轴向剖视的基本结构示意图，附图2表示沿A-A向的剖视示意图，附图3表示沿B-B向的剖视示意图。在图中，定子壳体1内沿轴向左右两侧安装有两组永磁体；沿动子驱动轴3的左右两侧固定安装两组凸极铁芯，凸极铁芯上绕有动子绕组。左右两侧结构完全相同，其中一组定子永磁体和一组动子凸极铁芯称之为一个驱动模块。附图1-3表示的是四极、两个驱动模块的短行程开关磁阻直线电机，所述的“四极”是指一个驱动模块上永磁磁极(或绕组凸极)数。