CN102891585B - 一种单边型动磁直线电机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种单边型动磁直线电机，包括定子、相对于定子运动的动子，其中，所述定子包括由数个线性排列的线圈模块组成的呈单排的轨道，所述动子包括一嵌套在所述轨道上且可沿所述轨道移动的U形滑块，所述U形滑块的两侧边上对称设置有N极、S极交错的磁干片。由于在固定的单排定子线圈轨道上设置有可移动的U形动磁滑块作为动子，节省了磁干片的用材，可用普通的电缆供电，节省功耗，也减少了磁轨吸入异物的风险，且成本低、结构简单，具有广阔的市场应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及一种电机，尤其涉及一种磁轨相对定子运动的单边型直线电机。。
背景技术
直线电机是一种将电能直接转换成直线运动机械能，而不需要任何中间转换机构的传动装置，对比于传统丝杆驱动，其具有结构简单、无接触、无磨损、噪声低、速度快、精度高等优点，直线电机如今已被应用到各个领域，在工业自动化领域，用于生产线输送线，以及各种横向或垂直运动的机械设备中，在精密仪器设备如计算机的磁头驱动装置、医疗仪器、航天航空仪器、军事武器中都得到很好的应用。现有的直线电机，一种是双排磁轨固定，动子线圈运动，另一种是线圈固定，单排磁轨运动。前者缺点是：磁轨材料价格高，且长磁轨面积大，易吸入异物，其风险高，马达的高速移动对电缆性能要求非常高，其价格昂贵；后者缺点是：线圈的耗材多，成本大，且其制造复杂、工作时发热高，增加降温结构，从而需增加降温产生的费用。
因此，现有技术还有待于改进和发展。
发明内容
发明要解决的技术问题是针对现有技术的上述缺陷，提供一种结构简单、成本低、制作简单的单边型动磁直线电机。
本发明解决技术问题所采用的技术方案如下：
一种单边型动磁直线电机，包括定子、相对于定子运动的动子，其中，所述定子包括由数个线性排列的线圈模块组成的呈单排的轨道，所述动子包括一嵌套在所述轨道上且可沿所述轨道移动的U形滑块，所述U形滑块的两侧边上对称设置有N极、S极交错的磁干片。
所述磁干片交错设置在所述U形滑块内侧两边的轨道板上。
所述U形滑块包括用于承载所述磁干片的两侧板，设置在所述两侧板顶端用于固定所述两侧板的间隔板。
所述磁干片交错设置在所述U形滑块的两侧板内侧。
在所述U形滑块的间隔板的内侧设置有永磁片。
所述线圈模块内设置有三相绕组，所述三相绕组呈三角形连接。
在所述U形滑块上设置有位置传感器。
所述两侧板为低碳钢板。
本发明所提供的单边型动磁直线电机，由于在固定的单排定子线圈轨道上设置有可移动的U形滑块，节省了磁干片的用材，可用普通的电缆供电，节省功耗，也减少了磁轨吸入异物的风险，且成本低、结构简单，具有广阔的市场前景。
附图说明
图1是本发明单边型动磁直线电机的实施例中的立体示意图。
图2是本发明单边型动磁直线电机的实施例中俯视示意图。
图3是本发明单边型动磁直线电机中的U形滑块两侧板永磁材料排列示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明实施例提供的一种单边型动磁直线电机，如图1和图2所示，包括10定子、相对于定子运动的动子20，其中，所述定子包括由数个线性排列的线圈模块组成的呈单排的轨道，轨道截面有用于接驳的凹槽和与凹槽配合的固定柱，能随时加长轨道的长度，增加直线电机调节的灵活度，所述轨道底部设置有辅助导轨30，辅助导轨底部设置有用于固定所述轨道的固定座40，以及，所述U形滑块的两侧边上对称设置有N极、S极交错的磁干片，如海尔贝克永磁材料、钕铁硼永磁材料、稀土永磁材料制成的磁干片等，相邻永磁材料的极性相反，如图3所示。
具体的，所述磁干片交错设置在所述U形滑块内侧两边的轨道板上，所述U形滑块包括用于承载所述永磁材料的两侧板201，设置在所述两侧板201顶端用于固定所述两侧板201的间隔板202，间隔板的外边缘与所述两侧板的外表面对齐，具体的，所述间隔板202为低碳钢材料制成，永磁材料在两侧板201间的气隙中形成磁场。
具体的，所述磁干片交错设置在所述U形滑块的两侧板201内侧。
在所述U形滑块的间隔板202的内侧设置有永磁片。
具体的，所述线圈模块包括三相绕组及用于固定所述三相绕组的热固性树脂外壳，各三相绕组通过三角形连接方法。优选的，所述三相绕组设置在具有长槽的非磁性材料制成的壳体内，所述三相绕组和壳体用环氧树脂真空灌注构成，线圈模块整体体积小、重量轻且强度高，无涡流损耗，没有因齿槽引起的纹波推力以及动、定子间的电磁吸力，其精度高，能承受高速、高加速度。
具体的，所述单边型动磁直线电机还设置有用于向所述三相绕组供电的供电装置和用于控制其运行的控制***，三相绕组通电后产生感应磁场，其与U形滑块上的永磁材料产生的磁场相排斥，使得U形滑块处于悬浮状态，通过对供电装置和控制***的设置，让三相绕组中的电流有规律的变化，其产生的行波磁场使得U形滑块不断向前移动，再调整供电装置和控制***，使得U形滑块能沿轨道进行往复直线运动。
所述U形滑块设置有位置传感器，如直线传感器、光电传感器、霍尔传感器等，如在所述U形滑块的不同位置安装多个常用的光栅位移传感器，其工作原理为现有技术，不再赘述，其可以监控动子的速度、位置参数等信息。
优选的，所述两侧板为低碳钢板，其磁致伸缩极低，磁导率高，有利于将磁场聚合，建立有效磁通。
各部件有相配合使用的复孔，方便拆卸、安装及维护。
应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
Claims (3)
1.一种单边型动磁直线电机，包括定子、相对于定子运动的动子，其特征在于，所述定子包括由数个线性排列的线圈模块组成的呈单排的轨道，所述动子包括一嵌套在所述轨道上且可沿所述轨道移动的U形滑块，所述U形滑块的两侧边上对称设置有N极、S极交错的磁干片；
所述磁干片交错设置在所述U形滑块内侧两边的轨道板上；
所述线圈模块内设置有三相绕组，所述三相绕组呈三角形连接；所述线圈模块还包括用于固定所述三相绕组的热固定性树脂外壳；所述三相绕组和所述热固定性树脂外壳用环氧树脂真空灌注构成；
在所述U形滑块上设置有位置传感器；
所述单边型动磁直线电机还设置有用于向所述三相绕组供电的供电装置和用于控制其运行的控制***，三相绕组通电后产生感应磁场，其与U形滑块上的永磁材料产生的磁场相排斥，使得U形滑块处于悬浮状态，通过对供电装置和控制***的设置，让三相绕组中的电流有规律的变化，其产生的行波磁场使得U形滑块不断向前移动，再调整供电装置和控制***，使得U形滑块能沿轨道进行往复直线运动；
所述U形滑块包括用于承载所述磁干片的两侧板，设置在所述两侧板顶端用于固定所述两侧板的间隔板；
所述间隔板的外边缘与所述两侧板的外表面对齐；
所述两侧板为低碳钢板；
所述间隔板为低碳钢板，所述磁干片在所述两侧板间的气隙中形成磁场。
2.根据权利要求1所述的单边型动磁直线电机，其特征在于，所述磁干片交错设置在所述U形滑块的两侧板内侧。
3.根据权利要求1所述的单边型动磁直线电机，其特征在于，在所述U形滑块的间隔板的内侧设置有永磁片。
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