[发明专利]一种直线电机

说明书

本发明涉及直线电机技术领域，具体公开了一种直线电机，该直线电机包括初级、次级和多个绕组，次级包括磁轭及沿磁轭的长度方向依次固设于磁轭的长方体永磁体；初级包括滑动板和多个线圈齿，多个线圈齿沿磁轭的长度方向间隔设置于滑动板，线圈齿包括缠绕部和极靴结构，缠绕部的一端与滑动板固接，沿垂直于磁轭的长度方向，缠绕部另一端的两侧壁分别设置有极靴结构，极靴结构与滑动板相对的面沿垂直于磁轭的长度方向设置有第一凹槽，线圈齿与永磁体间存在气隙。该直线电机可同时降低初级和次级之间的齿槽力和法向力。

技术领域

本发明涉及直线电机技术领域，尤其涉及一种直线电机。

背景技术

直线电机具有推力密度高、响应速度快、效率高、精密度高、可控性好、可靠性好等显著优点，在精密仪器的运动平台中，直线电机可实现高速长行程运动并保持高精度定位。

但是，初级和次级在相对滑动过程中，会存在齿槽力和法向力，齿槽力影响初级的启动，进而使初级沿次级的轨道运行过程中容易产生顿挫的现象。法向力使初级和次级之间的摩擦力增大，进而妨碍初级在次级上运动。

前期专利CN104836413B公开了一种低推力脉动的永磁直线电机，其中，初级采用分数槽铁芯片，并且各个线圈在直齿上是间隔设置的，每个铁芯片的两端分别设有左附加齿、右附加齿，左附加齿、右附加齿上均设有不等边倒角，可调节谐波磁导的幅值和相位，使各个铁芯片的端部力和齿槽力大部分抵消，从而有效抑制推力脉动，减少了定位所花费的时间，初级低速移动时不会蠕动，初级与次级可准确定位。

前期专利CN111463997A公开了一种线性电机，通过使初级线圈齿与磁铁相对的位置处的各部线圈齿均向外延伸形成降齿部，使得初级能够形成一个整体，缩减两个相邻线圈齿的齿距距离，即对应减弱动子沿着定子的中心轴线移动时的齿槽力，让动子移动时不会产生“顿挫感”，即有效地抑制了齿槽效应。

当前，对于直线电机的研究大多是减小其齿槽力，对于法向力的研究还不多，本发明通过优化初级齿槽结构，既降低齿槽力，也降低了法向力波动，进而最大程度的降低直线电机波动。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种直线电机，以解决相关技术中无法同时降低初级和次级之间的齿槽力和法向力的问题。

本发明提供一种直线电机，该直线电机包括：

次级，包括磁轭及沿所述磁轭的长度方向依次固设于所述磁轭上的永磁体；

初级，包括滑动板和多个线圈齿，多个所述线圈齿沿所述磁轭的长度方向间隔设置于所述滑动板，所述线圈齿包括缠绕部和极靴结构，所述缠绕部的一端与所述滑动板固接，沿垂直于所述磁轭的长度方向，所述缠绕部另一端的两侧壁分别设置有极靴结构，所述极靴结构与所述滑动板相对的面沿垂直于所述磁轭的长度方向设置有第一凹槽，所述线圈齿与所述永磁体间存在气隙。

作为直线电机的优选技术方案，相邻两个所述缠绕部的间距为Bs，相邻两个所述线圈齿的相对的两个所述极靴结构的间距为Bs0，所述第一凹槽为圆弧形凹槽且其半径为R，其满足如下关系式：

作为直线电机的优选技术方案，所述Bs、Bs0和R满足如下关系：

作为直线电机的优选技术方案，所述极靴结构的厚度为Hs，所述第一凹槽的半径R为所述极靴结构的厚度Hs的75％～85％。

作为直线电机的优选技术方案，所述缠绕部与所述次级相对的面沿垂直于所述磁轭的长度方向凹设有第二凹槽。

作为直线电机的优选技术方案，所述第二凹槽设置有多个。

作为直线电机的优选技术方案，所述初级还包括第一边齿和第二边齿，所述第一边齿和所述第二边齿分别与所述滑动板固接，多个所述线圈齿夹设于所述第一边齿和所述第二边齿之间。