[发明专利]直线电机

说明书

本申请提供一种直线电机。该直线电机包括定子和动子，动子与定子之间形成电机气隙(1)，动子能够相对于定子呈直线运动，在垂直于动子的运动方向的横截面上，电机气隙(1)包括折线段和/或曲线段。根据本申请的直线电机，能够有效加大直线电机的输出推力，加大直线电机的推重比和单位体积的推力。

技术领域

本申请涉及电机技术领域，具体涉及一种直线电机。

背景技术

传统直线运动采用“旋转电机+滚珠丝杠”的结构，利用丝杠结构将旋转电机旋转方向的运动转换为应用所需的直线运动，但是这种传动方式存在着诸多问题。随着相关技术的进步，近些年重新兴起的直线伺服电机(以下简称“直线电机”)有效地解决了“旋转电机+滚珠丝杠”结构的问题：直线电机没有丝杠，所以不受丝杠的限制，直线电机的运动长度、最大速度、最大加速度、绝对精度、重复精度等更高更优。直线电机的工作原理可以简单理解为，将旋转电机沿半径切开并拉成直线，定子部分成为定子，移动的转子部分成为动子，定子或动子有一者沿运动方向延长。

与旋转电机的输出扭矩类似，直线电机输出推力是直线电机的核心选型指标，特别是单位体积、单位重量内的推力，更是直线电机性能的重要评价指标。目前，国内外主流的直线电机均采用永磁体表贴式励磁，该种直线电机如图1所示，包括定子永磁体1’、动子铁芯2’和气隙3’，当电机规格确定之后，电机的宽度就已经确定，此时动子铁芯2’以及相配合的定子永磁体1’的宽度也相应确定，定子永磁体1’的尺寸受到电机宽度L的限制，无法增大，因此导致电机推力受限。

发明内容

因此，本申请要解决的技术问题在于提供一种直线电机，能够有效加大直线电机的输出推力，加大直线电机的推重比和单位体积的推力。

为了解决上述问题，本申请提供一种直线电机，包括定子和动子，动子与定子之间形成电机气隙，动子能够相对于定子呈直线运动，在垂直于动子的运动方向的横截面上，电机气隙包括折线段和/或曲线段。

优选地，定子包括定子永磁体，动子包括动子铁芯，定子永磁体具有与动子铁芯相配合的第一配合表面，动子铁芯具有与定子永磁体相配合的第二配合表面，第一配合表面和第二配合表面相适配，形成电机气隙。

优选地，定子还包括定子基板，定子永磁体安装在定子基板上。

优选地，定子基板上设置有安装槽，安装槽与定子永磁体的安装面结构相适配。

优选地，动子还包括动子绕组，动子绕组绕设在动子铁芯上。

优选地，第一配合表面凹陷，第二配合表面凸起。

优选地，电机气隙关于动子的纵向中平面对称。

优选地，电机气隙呈V形、W形、梯形或弧形。

优选地，电机气隙呈V形时，在垂直于动子的运动方向的横截面上，V形电机气隙的侧边与动子的纵向中平面之间形成夹角α，其中0°＜α＜90°。

优选地，电机气隙呈弧形时，在垂直于动子的运动方向的横截面上，弧形电机气隙的弦长为L，弧长为C，弧长C与弦长L之比为β，其中1＜β≤π/2。

优选地，在垂直于动子的运动方向的横截面上，第二配合表面呈V形、W形、梯形或弧形。

优选地，在垂直于动子的运动方向的横截面上，电机气隙的两端为倾斜段，倾斜段从动子铁芯的侧边缘向着靠近定子永磁体的方向斜向延伸。