[发明专利]一种具有轴向偏置磁通的混合式磁阻型磁悬浮直线电机

说明书

本发明公开了一种具有轴向偏置磁通的混合式磁阻型磁悬浮直线电机，所述上定子包括正视投影为“冂”字形，左、右侧视投影均为“M”形的悬浮铁心，左侧和右侧“M”形结构的三个竖齿上均绕制悬浮绕组，所述的相邻竖齿之间插接有轴向磁化、磁极相反设置的永磁体；悬浮铁心正视投影的两个竖杆之间设有正视投影呈倒“U”型，而左、右侧视投影都为“M”形的控制铁心，左侧和右侧“M”形结构的三个竖齿上均绕制轴向控制绕组，轴向控制绕组轮流通电产生的磁阻力实现动子轴向直线运动，悬浮控制和轴向运动控制完全独立，控制简单，易于实现，在平衡位置时，由偏置磁通实现动子稳定悬浮，功耗极低。

技术领域

本发明属于电机制造技术领域，具体涉及一种无摩擦磨损，控制简单，运行可靠，带负载能力强，响应速度快，定位准确，功耗低的一种具有轴向偏置磁通的混合式磁阻型磁悬浮直线电机。

背景技术

随着自动控制技术和微型计算机的高速发展，对直线运动控制系统的定位精度提出了更高要求，传统的旋转电机再加上一套变换机构组成的直线运动驱动装置，已经难以满足现代直线控制系统的性能需求，由直线电机直接驱动直线运动负载具有如下优点：①.结构简单，由于直线振动马达不需要将旋转运动变成直线运动的附加装置，因而使得系统本身结构大为简化，重量和体积大大下降。②. 定位精度高，在需要直线运动领域，直线振动马达可实现直接传动，因而可以消除中间环节带来的各种定位误差，精度高，如采用高性能控制策略，还可以进一步提高定位精度，因此直线电机具有广阔的应用前景。但是由于传统直线电机定子和动子之间存在机械摩擦与磨损，限制了普通直线电机优良性能的发挥。

发明内容

本发明克服现有缺陷提供一种一种具有轴向偏置磁通的混合式磁阻型磁悬浮直线电机，无摩擦磨损，控制简单，运行可靠，响应速度快。

一种具有轴向偏置磁通的混合式磁阻型磁悬浮直线电机，包括上定子、下定子和动子，动子的轴向长度大于上、下定子的轴向长度，所述上定子包括正视投影为“冂”字形的悬浮铁心，悬浮铁心的两个竖杆上绕制有悬浮绕组，悬浮铁心的两个竖杆之间设有正视投影呈倒“U”型的控制铁心，控制铁心的左、右竖杆上分别绕制轴向控制绕组，所述控制铁心的顶部通过隔磁铝块与悬浮铁心连为一体，所述下定子与所述上定子结构相同、相对设置；所述动子介于上定子和下定子之间，所述动子包括正视投影为“H”形的吸力盘，吸力盘的两个竖直部分别与悬浮铁心的两个竖杆上下对应，所述吸力盘的两个竖直部之间设有M个沿轴向排列的左动子齿、M个沿轴向排列的右动子齿，所述左、右动子齿、的齿形为向上下两侧竖直延伸的竖齿结构，左、右动子齿、的竖齿与控制铁心的左、右竖杆上下对应。

本发明进一步的改进方案是，所述上定子的控制铁心的左右两侧的侧视投影为“M”形，所述控制铁心左侧和右侧的“M”形结构上的三个竖齿上均绕制轴向控制绕组，所述下定子的控制铁心与上定子的控制铁心结构相同、相对设置。

本发明进一步的改进方案是，所述控制铁心的三个竖齿的宽度和厚度与左、右动子齿竖齿的齿宽和齿厚均为A；控制铁心上相邻竖齿之间的距离为A，左、右动子齿上轴向排列的相邻竖齿之间的齿距为2A。

本发明进一步的改进方案是，所述上定子的悬浮铁心的左右两侧的侧视投影为“M”形，所述悬浮铁心的左侧和右侧的“M”形结构的三个竖齿上均绕制悬浮绕组，所述的相邻竖齿的横向连接部的中间插接有轴向磁化、磁极相反设置的永磁体，悬浮铁心上左右相邻的两个永磁体之间通过隔磁铝块隔离，所述下定子的悬浮铁心与上定子的悬浮铁心结构相同、相对设置。

本发明进一步的改进方案是，所述上、下定子的悬浮铁心的横梁上设有检测动子径向偏移的位移传感器。

本发明进一步的改进方案是，所述悬浮铁心、控制铁心、吸力盘和左、右动子齿均由导磁材料制成。

本发明进一步的改进方案是，所述隔磁铝块由整块铝材制成，隔磁铝块包括控制铁心与悬浮铁心之间的隔磁铝块、悬浮铁心上左右相邻的两个永磁体之间的隔磁铝块。