[发明专利]一种直线电机

说明书

本发明涉及一种直线电机，旨在提供一种结构刚性好，推力密度大，推力波动小，动态响应好、散热能力强的直线电机，既可以满足高精度的应用要求，也可以适应于高负载应用场合。包括初级和次级，初级和次级间存在气隙；初级包括初级底板和初级绕组，初级底板的一侧或两侧固定安装有初级绕组，并通过导热绝缘固化胶灌封。

技术领域

本发明属于电机技术领域，特别涉及一种直线电机。

背景技术

直线电机由于具有结构简单、定位精度高、易于调节和控制、高加速度等优势被应用的越来越广泛。目前，常用直线电机分为有铁芯直线电机和无铁芯直线电机，有铁芯直线电机具有成本低，散热好、大推力和高刚性的特点，但是受齿槽效应的影响，齿槽力和推力波动大，动态响应差，无法实现较高的运动精度；无铁芯直线电机虽然无齿槽效应，但是现有的无铁芯直线电机多依赖电机本体的散热能力，很难达到较好的冷却效果，无法获得较高的电机功率，不能满足高负载应用场合。同时，现有无铁芯直线电机初级线圈多采用漆包线结构或印刷电路板结构，漆包线线圈成型工艺复杂，结构刚性低，一致性差，印刷电路板结构运行时散热能力差，过电流能力受限，并且两种线圈结构对应电机等效气隙大，电机推力密度小，效率偏低，也无法实现在高负载、高加速度领域的应用。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种结构刚性好，推力密度大，推力波动小，动态响应好、散热能力强的直线电机，既可以满足高精度的应用要求，也可以适应于高负载应用场合。

为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：一种直线电机，包括初级和次级，初级和次级间存在气隙；初级包括初级底板和初级绕组，初级底板的一侧或两侧固定安装有初级绕组，并通过导热绝缘固化胶灌封。

上述一种直线电机，所述初级绕组包括端接电路板、线圈支撑板、线圈压板以及若干线圈，线圈支撑板和线圈压板上分别对应设置有若干均匀排布的线圈槽，所述线圈设置于线圈支撑板和线圈压板之间，并分别依次放置于线圈槽中；各线圈分别通过焊接形式与端接电路板连接；端接电路板设置于线圈支撑板和线圈压板之间。

上述一种直线电机，所述线圈支撑板和线圈压板之间放置单层线圈，或者放置双层线圈，所述双层线圈中心对齐，双层线圈之间设置有层间绝缘装置，每层线圈对应一个端接电路板。

上述一种直线电机，所述线圈包括一个或多个线圈单元，各线圈单元依次叠压分布，并且在叠压方向上相互绝缘；各线圈单元串接在一起。

上述一种直线电机，所述线圈单元是导体以涡旋轨迹由内向外延展而成，导体的首端位于涡旋轨迹的内侧，尾端位于涡旋轨迹的外侧，线圈单元间导体的连接采用“首首相接，尾尾相接”形式，即：第奇数个线圈单元中导体的首端与其相邻的后一个线圈单元的导体首端连接，尾端则与其相邻的前一个线圈单元的导体尾端连接，第偶数个线圈单元的导体首端与其相邻的前一个线圈单元的导体首端连接，尾端则与其相邻的后一个线圈单元的导体尾端连接；或者，第奇数个线圈单元中导体的首端与其相邻的前一个线圈单元的导体首端连接，尾端则与其相邻的后一个线圈单元的导体尾端连接，第偶数个线圈单元的导体首端与其相邻的后一个线圈单元的导体首端连接，尾端则与其相邻的前一个线圈单元的导体尾端连接。

上述一种直线电机，所述线圈单元中相邻线圈单元中心对齐，镜像设置，即相邻线圈单元导体的涡旋方向相反。

上述一种直线电机，所述线圈单元以铜板为导体，通过线切割加工、铣削加工、3D打印、激光切割、化学腐蚀其中一种方式加工而成；或者线圈单元以漆包线为导体绕制而成。

上述一种直线电机，所述初级底板上设置有冷却水道。

上述一种直线电机，所述初级底板由导磁材料制成，形成无齿槽初级铁芯结构，并在两端部分别设置有宽度为x深度为y的端部削角，其中2≤x/y≤4或者1/4≤x/y≤1/2。

上述一种直线电机，所述初级底板由非导磁材料制成，形成无铁芯结构。