[发明专利]一种双定子裂齿式圆筒型直线电机

说明书

本公开提供了一种双定子裂齿式圆筒型直线电机，包括内定子、动子和外定子；所述动子为聚磁式永磁体动子结构，所述永磁体沿着动子运动方向水平磁化，且相邻的两个永磁体磁化方向相反；外定子设置相组集中绕线绕组，内定子不设置绕组；内定子与外定子均采用裂齿结构；每个定子距动子有一定的气隙距离，两个气隙距离相等，两个定子沿动子的运动方向具有一个主定子齿宽度的偏移量。本公开所述方案拥有高功率密度和高输出推力，且有效地抑制磁阻力和推力波动。

技术领域

本公开属于直线电机设计制造领域，尤其涉及一种双定子裂齿式圆筒型直线电机。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

在目前的工业制造领域，智能化、个性化的需求日益迫切，面对不断变化的生产需求与越来越复杂的制造技术，柔性输送系统为生产商提供了一种解决方案，有效地降低了生产成本、提高了生产效率。柔性输送系统一般采用直线电机，与旋转电机相比，直线电机不需借助转换机构可以直接实现直线运动，具备结构简单、体积小、成本低、能量转化效率高的优势，因而在输送系统的应用中优势明显。

发明人发现，传统直线电机存在漏磁较多、对气隙敏感度高、效率和功率因数低等问题；采用聚磁式铁氧体的永磁直线电机拥有较高的气隙磁通密度，提高了电机的电磁推力，但带来了很大的磁阻力和电磁推力波动。电磁推力波动会引起不可接受的振动噪声、位置控制不良，甚至导致运行故障。为满足柔性输送系统高精度、高度灵活的生产需要，所使用的直线电机需要实现高效率、低推力波动的稳定运行，因此目前柔性输送系统所用的直线电机结构和性能有待优化。

发明内容

本公开为了解决上述问题，提供了一种双定子裂齿式圆筒型直线电机，可以有效抑制磁阻力和推力波动，提升功率密度，提高了电机的工作性能。

根据本公开实施例的第一个方面，提供了一种双定子裂齿式圆筒型直线电机，包括动子和面对面、设置在动子两侧的内定子和外定子，所述动子为聚磁式永磁体结构，所述永磁体沿着动子运动方向水平磁化，且相邻的两个永磁体磁化方向相反；

所述内定子和外定子的主定子齿部设置有若干分裂齿，外定子中设置有相组集中线圈绕组，内定子中无绕组，两个定子分别距动子有一定的气隙距离，两个气隙距离相等，两个定子沿动子的运动方向具有一个主定子齿宽度的偏移量。

进一步的，所述动子采用具有磁通聚合效果的动子结构，即沿着动子运动方向铁氧体永磁体水平磁化，且动子中相邻的两个永磁体磁化方向相反，以此实现磁通聚合效果，进而实现铁氧体磁体电机的高性能。

进一步的，所述主定子齿末端分裂为3个宽度相同的分裂齿，用于抑制磁阻力和推力波动；外定子上存在绕组，绕组方式是集中绕线方式，用于提高绕组系数和减少端部绕线，提高电机效率，并且每相绕组采用模块化设计，提高电机容错能力；定子基于定子相组集中线圈绕组的结构设计，同时采用双定子错位技术，实现磁通交替聚合的效果，进一步提高电磁推力，同时两个气隙磁场产生的磁阻力相互抑制，以此来有效抑制电磁推力波动。

根据本公开实施例的第二个方面，提供了一种驱动机构/动力机构，包括上述的一种双定子裂齿式圆筒型直线电机。

与现有技术相比，本公开的有益效果是：

(1)本公开所述直线电机采用聚磁式永磁体动子结构，具有磁通聚合效果，在保证电机高性能的同时可以采用低成本铁氧体永磁体，从而电机的生产制造成本大大降低；

(2)本公开所述直线电机采用相组集中绕线方式，定子上每相绕组模块化设计，大大提高了电机的容错能力，采用集中绕组提高了绕组系数、降低了端部绕线，减小了铜耗，从而提高了电机效率。

(3)本公开所述直线电机采用裂齿式定子结构，每个主定子齿分裂为3个分裂齿，具有磁通调制作用，抑制了电机的磁阻力和推力波动，改善了电机的输出性能。