CN108242881A - 螺旋直线电机 - Google Patents

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CN108242881A CN201711302378.7A CN201711302378A CN108242881A CN 108242881 A CN108242881 A CN 108242881A CN 201711302378 A CN201711302378 A CN 201711302378A CN 108242881 A CN108242881 A CN 108242881A
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徐建宁
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    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K41/00—Propulsion systems in which a rigid body is moved along a path due to dynamo-electric interaction between the body and a magnetic field travelling along the path
    • H02K41/02—Linear motors; Sectional motors
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Abstract

本发明公开一种螺旋直线电机，它是将定子铁芯做成单圈或多圈、等螺距的螺旋铁芯；而动子的运动螺距则取决于定子螺旋铁芯的螺旋间隔的大小；螺旋铁芯分为内槽口和外槽口两种类型；螺旋铁芯的槽口内嵌入三相绕组；用于输出电磁力的动子为圆柱形金属导电体，动子和定子套装在一起并能够转动和滑动；当定子接通三相交流电时，螺旋铁芯内即产生和螺旋铁芯的螺旋角相一致的螺旋磁场，与这个螺旋磁场相对应的动子表面表面感生出方向和螺旋磁场方向一致的螺旋涡流磁场，动子的螺旋涡流磁场和定子的螺旋磁场相互作用使动子以低于定子螺旋磁场的旋转速度做等螺距的螺旋运动；作为一种既输出扭矩又能够输出轴向力的感应电机，它适用于需要长距离直线推进的场合。

Description

螺旋直线电机
技术领域
本发明涉及一种螺旋直线电机，具体涉及感应直线电动机领域。
背景技术
常规的感应直线电机的铁芯长度较短，虽然接入的是对称的三相交流电，但是绕组电流不平衡；由于存在边端效应，需要较大磁化电流；因此直线电机产生的电磁推力、效率、功率因数等比同容量的旋转电机低。
发明内容
本发明提供一种螺旋直线电机，它是将定子铁芯做成单圈或者多圈、等螺距的螺旋铁芯，而动子的运动螺距取决于定子螺旋铁芯的螺旋间隔的大小；螺旋铁芯的螺旋间隔距离越大动子的直线运动速度越快，反之动子的直线运动速度就小；螺旋铁芯分为内槽口和外槽口两种类型；螺旋铁芯的槽口内按照二极或者二极以上的磁极对数分布并嵌入三相绕组；用于输出电磁力的动子为圆柱形金属导电体，动子和定子套装在一起并能够转动和滑动；当定子接通三相交流电时，螺旋铁芯内即产生和螺旋铁芯的螺旋角相一致的螺旋磁场，且这个螺旋磁场的转速与接入的三相交流电的频率成正比，与定子的磁极对数成反比；与这个螺旋磁场相对应的动子表面表面感生出方向和螺旋磁场方向一致的螺旋涡流磁场，动子的螺旋涡流磁场和定子的螺旋磁场相互作用使动子以低于定子螺旋磁场的旋转速度做等螺距的螺旋运动；作为一种既输出扭矩又能够输出轴向力的感应电机，它适用于需要长距离直线推进的场合。将定子的铁芯做成螺旋型使直线电机的结构更加紧凑，能够缩短定子的轴向尺寸；由于动子处于螺旋磁场中，近视于在闭合的旋转磁场中工作；比较一般的感应直线电机能够较为有效地克服边端效应，能够增强电磁推力、提高动子的初速度。
本发明是由如下技术方案实现的：一种螺旋直线电机，包括：定子、与定子套装的动子；所述的定子由壳体，套装在壳体内的螺旋铁芯和螺旋隔套、分布在螺旋铁芯若干槽口内的绕组、连接在壳体两端的两只端盖、与壳体连接的接线盒构成；
其特征在于：所述的螺旋铁芯是将若干环形硅钢片的内圆或者外圆上冲制均匀分布的槽口，并在若干环形硅钢片的同一位置断开一个缺口；将若干环形硅钢片从缺口处沿轴向拉开形成等螺距的螺旋状硅钢片，若干螺旋状硅钢片的两面经涂覆绝缘层后沿轴向叠装在一起，并使若干螺旋状硅钢片的槽口对齐且槽口的轴线要同螺旋铁芯的螺旋切线垂直或者略大于螺旋铁芯的螺旋角；若在断开的缺口处进行插接即可连成多圈数、等螺距、等厚度的螺旋铁芯,；所述的螺旋隔套与螺旋铁芯等圈数等螺距，螺旋隔套连接在螺旋铁芯的螺旋间隔内将每一圈螺旋铁芯隔开；所述的绕组为三相对称的绕组，绕组按照二极或者二极以上的偶数对磁极分布依次嵌放在螺旋铁芯的具有绝缘层的槽口内，绕组的连接方式则根据需要连接成星星或三角形；将嵌有绕组的螺旋铁芯同螺旋隔套连接在一起套装在壳体内并与壳体固定连接。
所述的动子为圆柱型的金属导电体，铝质、铜质和钢质的材料均能够用于制作动子；为增强动子的电磁性能，可以在钢质的动子外圈包裹一层铝套或者铜套；动子的直径由螺旋铁芯的内孔大小决定，并与螺旋铁芯的内孔保持气隙。
所述的端盖一端为螺旋套，另一端作为支撑动子的轴套，端盖一端的螺旋套与螺旋铁芯等螺距，两只端盖具有螺旋套的一端同壳体套装并与螺旋铁芯贴合在一起连接在壳体的两头，两只端盖的轴套和动子套装并支撑动子与螺旋铁芯保持气隙使动子能够转动和滑动。
本发明的积极效果
1.由螺旋铁芯产生的复合力实现螺旋直线运动，比较一般的感应直线电机能够较
为有效地克服边端效应。
2.螺旋直线电机的换向、调速同常规的三相异步电动机的换向、调速相同。
3.将定子铁芯做成螺旋形状能够增强电磁推力，提高动子直线推进的初速度。
4.在非过载的情况下螺旋传动精度高，适用于长距离的高、中、低速推进，能
够在需要直线推进的场合发挥作用。
5.结构简单、易于加工制造。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
图1为本发明的结构示意图。
图2为图1的左视图。
图中：A、定子(虚线框内所示)，B、动子。定子A包括：1、壳体，2、螺旋铁芯，3、螺旋隔套，4、绕组，5、两只端盖，5-1、螺旋套，5-2、轴套，6、接线盒。
具体实施方式
如图1、2所示：一种螺旋直线电机，包括：定子A、与定子A套装的动子B；所述的定子A由壳体1，套装在壳体1内的螺旋铁芯2和螺旋隔套3、分布在螺旋铁芯2若干槽口内的绕组4、连接在壳体1两端的两只端盖5构成；其特征在于：所述的螺旋铁芯2是将若干环形硅钢片的内圆或者外圆上冲制均匀分布的槽口，并在若干环形硅钢片的同一位置断开一个缺口；将若干环形硅钢片从缺口处沿轴向拉开形成等螺距的螺旋状硅钢片，若干螺旋状硅钢片的两面经涂覆绝缘层后沿轴向叠装在一起，并使若干螺旋状硅钢片的槽口对齐且槽口的轴线要同螺旋铁芯2的螺旋切线垂直或者略大于螺旋铁芯2的螺旋角；若在断开的缺口处进行插接即可连成多圈数、等螺距、等厚度的螺旋铁芯2；所述的螺旋隔套3与螺旋铁芯2等圈数等螺距，螺旋隔套3连接在螺旋铁芯2的螺旋间隔内将螺旋铁芯2的每一圈隔开；所述的绕组4为三相对称的绕组，绕组4按照二极或者二极以上的偶数对磁极分布依次嵌放在螺旋铁芯2的具有绝缘层的槽口2-1内，绕组4的连接方式则根据需要连接成星星或三角形；将嵌有绕组4的螺旋铁芯2同螺旋隔套3连接在一起套装在壳体1内并与壳体1固定连接。
如图1、2所示：所述的动子B为圆柱型的金属导电体，铝质、铜质和钢质的材料均能够用于制作动子B；为增强动子B的电磁性能，可以在钢质的动子外圈包裹一层铝套或者铜套；动子B的直径由螺旋铁芯2的内孔大小决定，并与螺旋铁芯2的内孔保持气隙。
如图1所示：所述的端盖5的一端为螺旋套5-1，另一端作为支撑动子B的轴套5-2，端盖5的螺旋套5-1与螺旋铁芯2等螺距，两只端盖5具有螺旋套5-1的一端同壳体1套装并与螺旋铁芯2贴合在一起连接在壳体1的两头，两只端盖5的轴套5-2和动子B套装并支撑动子B与螺旋铁芯2保持气隙使动子B能够转动和滑动。
如图1所示：将定子A的铁芯做成螺旋型能够使直线电机的结构更加紧凑，能够缩短定子A的轴向尺寸；由于动子B处于螺旋磁场中，近视于在闭合的旋转磁场中工作；比较一般的感应直线电机能够较为有效地克服边端效应，能够增强电磁推力、提高动子B的初速度。

Claims (3)

1.一种螺旋直线电机，包括：定子(A)、与定子A套装的动子(B)；所述的定子(A)由壳体(1)，套装在壳体(1)内的螺旋铁芯(2)和螺旋隔套(3)、分布在螺旋铁芯(2)若干槽口内的绕组(4)、连接在壳体(1)两端的两只端盖(5)构成；其特征在于：所述的螺旋铁芯(2)是将若干环形硅钢片的内圆或者外圆上冲制均匀分布的槽口，并在若干环形硅钢片的同一位置断开一个缺口；将若干环形硅钢片从缺口处沿轴向拉开形成等螺距的螺旋状硅钢片，若干螺旋状硅钢片的两面经涂覆绝缘层后沿轴向叠装在一起，并使若干螺旋状硅钢片的槽口对齐且槽口的轴线要同螺旋铁芯(2)的螺旋切线垂直或者略大于螺旋铁芯(2)的螺旋角；若在断开的缺口处进行插接即可连接成多圈数、等螺距、等厚度的螺旋铁芯(2)；所述的螺旋隔套(3)与螺旋铁芯(2)等圈数等螺距，螺旋隔套(3)连接在螺旋铁芯(2)的螺旋间隔内将螺旋铁芯(2)的每一圈隔开；所述的绕组(4)为三相对称的绕组，绕组(4)按照二极或者二极以上的磁极对数分布依次嵌放在螺旋铁芯(2)的具有绝缘层的槽口(2-1)内，绕组(4)的连接方式则根据需要连接成星星或三角形；将嵌有绕组(4)的螺旋铁芯(2)同螺旋隔套(3)连接在一起套装在壳体(1)内并与壳体(1)固定连接。
2.根据权利要求1所述的螺旋直线电机，其特征在于：所述的动子(B)为圆柱型的金属导电体，铝质、铜质和钢质的材料均能够用于制作动子(B)；为增强动子(B)的电磁性能，可以在钢质的动子外圈包裹一层铝套或者铜套；动子(B)的直径由螺旋铁芯(2)的内孔大小决定，并与螺旋铁芯(2)的内孔保持气隙。
3.根据权利要求1所述的螺旋直线电机，其特征在于：所述的端盖(5)的一端为螺旋套(5-1)，另一端作为支撑动子(B)的轴套(5-2)，端盖(5)的螺旋套(5-1)与螺旋铁芯(2)等螺距，两只端盖(5)具有螺旋套(5-1)的一端同壳体(1)套装并与螺旋铁芯(2)贴合在一起连接在壳体(1)的两头，两只端盖(5)的轴套(5-2)和动子(B)套装并支撑动子(B)与螺旋铁芯(2)保持气隙使动子(B)能够转动和滑动。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109713842A (zh) * 2019-02-22 2019-05-03 深圳盛世电梯有限公司 一种外转子螺旋电机及传动机构
CN113186912A (zh) * 2021-04-07 2021-07-30 广东力源液压机械有限公司 一种打桩用的电磁力直线驱动器、打桩机及打桩方法

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