CN113270958B - 一种直线电机定子模块、直线电机定子及直线电机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种直线电机定子模块、直线电机定子及直线电机，直线电机定子模块包括固定支座(1)以及安装在固定支座(1)上的三相无铁芯绕组单元，所述的三相无铁芯绕组单元包括A相线圈(2)、B相线圈(3)和C相线圈(4)，三个线圈沿固定支座(1)长度方向部分交叠铺设安装，任意一个线圈中的两条有效边之间的电角度均为180°，每个线圈端部在固定支座(1)的厚度方向上预弯一定的角度，且每个线圈端部预弯的角度不等使得三个线圈在空间上互不干涉。与现有技术相比，本发明提高了直线电机的推力、优化了线圈的布置方式、避免了各线圈间的相互干扰。

Description

一种直线电机定子模块、直线电机定子及直线电机
技术领域
本发明涉及直线电机技术领域，尤其是涉及一种直线电机定子模块、直线电机定子及直线电机。
背景技术
直线驱动由于可以实现“零”传动，在磁浮交通、轮轨交通、物流传输、精密机床等领域的应用越来越受到重视。无铁心永磁直线电机由于没有齿槽效应、推力波动小，定位精度高，在一些要求较高的领域得到了应用。无铁心永磁直线电机的绕组可以采用分布式绕组和集中式绕组。当采用集中式绕组时，一般采用单层或双层布置。双层布置增加了线圈的布置空间，同时由于下层线圈与磁体距离较远，削弱了下层线圈表面的磁场。所以在一些应用环境下，要求集中绕组线圈采用单层布置的方式。如果集中绕组采用单层布置，为了避免相与相间线圈端部的相互干涉，往往按照3相线圈顺序布置的方式(A+、A-、B+、B-、C+、C-)。采用这种布置方式，一个线圈的两条边相差120度电角度，不能相差180度电角度，造成了电机的推力损失。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种直线电机定子模块、直线电机定子及直线电机。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种直线电机定子模块，包括固定支座以及安装在固定支座上的三相无铁芯绕组单元，所述的三相无铁芯绕组单元包括A相线圈、B相线圈和C相线圈，三个线圈沿固定支座长度方向部分交叠铺设安装，任意一个线圈中的两条有效边之间的电角度均为180°，每个线圈端部在固定支座的厚度方向上预弯一定的角度，且每个线圈端部预弯的角度不等使得三个线圈在空间上互不干涉。
优选地，所述的三相无铁芯绕组单元中三个线圈的有效边按照A相正极、C相负极、B相正极、A相负极、C相正极、B相负极依次排列。
优选地，所述的线圈端部的弯折角度为-90°～90°。
优选地，所述的A相线圈、B相线圈和C相线圈均为单层线圈。
优选地，所述的三相无铁芯绕组单元设置单个或多个，当设置多个时，多个三相无铁芯绕组单元沿固定支座长度方向依次排列。
优选地，所述的A相线圈、B相线圈和C相线圈分别为一匝或多匝线圈单体串联而成，所述的线圈单体包括方形或圆形金属体。
优选地，所述的固定支座为非金属支座，所述的固定支座上设置用于安装线圈的槽。
一种直线电机定子，所述的直线电机定子包括一个或多个所述的直线电机定子模块。
一种直线电机，包括直线电子动子，还包括所述的直线电机定子。
优选地，所述的直线电子动子的磁体排布方式采用Halbach阵列排布方式或N、S极交替排布方式。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：
(1)本发明直线电机定子模块中三相无铁芯绕组的线圈的两条有效边相差180°电角度，相比于单层集中绕组顺序布置的方式，提高了直线电机的推力，同时通过合理的调整每个线圈端部的弯折角度，避免了各线圈间的相互干扰，优化了线圈的布置方式。
(2)本发明中直线电机定子模块在定子线圈端部弯折一定角度的方式在工艺上易于实施，而且可以根据不同的距离要求调整不同线圈端部间的距离。
(3)本发明直线电机定子采用模块化设计，一个直线电机的定子可以由一个或多个直线电机定子模块组成，组装方便，可以灵活的调整直线电机定子的长度。
附图说明
图1为本发明一种直线电机定子模块的结构示意图；
图2为本发明一个三相无铁芯绕组单元中线圈有效边的分布示意图；
图3为本发明线圈端部的弯折示意图；
图4为本发明一种直线电机的结构示意图；
图5为本发明直线电子动子的磁体的布置示意图。
图中，1为固定支座，2为A相线圈，3为B相线圈，4为C相线圈，5为直线电子动子。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。注意，以下的实施方式的说明只是实质上的例示，本发明并不意在对其适用物或其用途进行限定，且本发明并不限定于以下的实施方式。
实施例1
如图1所示，本实施例提供一种直线电机定子模块，包括固定支座1以及安装在固定支座1上的三相无铁芯绕组单元，三相无铁芯绕组单元包括A相线圈2、B相线圈3和C相线圈4，三个线圈沿固定支座1长度方向部分交叠铺设安装，任意一个线圈中的两条有效边之间的电角度均为180°，每个线圈端部在固定支座1的厚度方向上预弯一定的角度，且每个线圈端部预弯的角度不等使得三个线圈在空间上互不干涉。固定支座1为非金属支座，固定支座1上设置用于安装线圈的槽。本发明直线电机定子模块中三相无铁芯绕组的线圈的两条有效边相差180°电角度，相比于单层集中绕组顺序布置的方式，提高了直线电机的推力，同时通过合理的调整每个线圈端部的弯折角度，避免了各线圈间的相互干扰，优化了线圈的布置方式。
三相无铁芯绕组单元设置单个或多个，当设置多个时，多个三相无铁芯绕组单元沿固定支座1长度方向依次排列。如图1中所示，本实施例中的直线电机定子模块设置3个三相无铁芯绕组单元。
如图2所示，三相无铁芯绕组单元中三个线圈的有效边按照A相正极、C相负极、B相正极、A相负极、C相正极、B相负极依次排列。图2中，A相正极、C相负极、B相正极、A相负极、C相正极、B相负极对应采用A﹢、C-、B﹢、A-、C﹢、B-表示。
线圈端部的弯折角度为-90°～90°(与水平轴线的夹角)，体折弯角度可根据线圈实际尺寸、空间要求和各相线圈间的绝缘距离要求确定。每个线圈引出一个电流输入端和一个电流输出端，通过金属导线与相邻的同相线圈相连接。如图3中(a)所示为-90°～0°的弯折示意图，图中，3个线圈端部的弯折角度均在-90°～0°范围内；如图3中(b)所示为-90°～90°的弯折示意图，图中，3个线圈端部的弯折角度均在-90°～90°范围内；如图3中(c)所示为0°～90°的弯折示意图，图中，3个线圈端部的弯折角度均在0°～90°范围内。通过合理的调整每个线圈端部的弯折角度，避免了各线圈间的相互干扰，优化了线圈的布置方式。同时，线圈端部弯折一定角度的方式在工艺上易于实施，而且可以根据不同的距离要求调整不同线圈端部间的距离。
A相线圈2、B相线圈3和C相线圈4采用集中绕组线圈，且均为单层线圈。A相线圈2、B相线圈3和C相线圈4分别为一匝或多匝线圈单体串联而成，线圈单体包括方形或圆形金属体。
实施例2
本实施例提供一种直线电机定子，直线电机定子包括一个或多个直线电机定子模块，当由多个直线电机定子模块组成时，两个直线电机定子模块间的三相线圈分别通过3根金属导体进行连接。直线电机定子模块的具体结构与实施例1相同，本实施例不再赘述。
实施例3
如图4所示，本实施例提供一种直线电机，包括直线电子动子5，还包括直线电机定子，其中，直线电机定子采用实施例2中的直线电机定子。直线电机动子采用永久磁体(或其他替代磁体，如超导磁体)。直线电子动子5的磁体排布方式采用Halbach阵列排布方式或N、S极交替排布方式。图5所示，(a)和(b)为采用Halbach阵列排布方式的直线电机动子磁体的排布示意图，(c)为采用N、S极交替排布方式的直线电机动子磁体的排布示意图。
上述实施方式仅为例举，不表示对本发明范围的限定。这些实施方式还能以其它各种方式来实施，且能在不脱离本发明技术思想的范围内作各种省略、置换、变更。

Claims (8)

1.一种直线电机定子模块，其特征在于，包括固定支座(1)以及安装在固定支座(1)上的三相无铁芯绕组单元，所述的三相无铁芯绕组单元包括A相线圈(2)、B相线圈(3)和C相线圈(4)，三个线圈沿固定支座(1)长度方向部分交叠铺设安装，任意一个线圈中的两条有效边之间的电角度均为180°，每个线圈端部在固定支座(1)的厚度方向上预弯一定的角度，且每个线圈端部预弯的角度不等使得三个线圈在空间上互不干涉；
所述的三相无铁芯绕组单元中三个线圈的有效边按照A相正极、C相负极、B相正极、A相负极、C相正极、B相负极依次排列；
所述的A相线圈(2)、B相线圈(3)和C相线圈(4)均为单层线圈。
2.根据权利要求1所述的一种直线电机定子模块，其特征在于，所述的线圈端部的弯折角度为-90°～90°。
3.根据权利要求1所述的一种直线电机定子模块，其特征在于，所述的三相无铁芯绕组单元设置单个或多个，当设置多个时，多个三相无铁芯绕组单元沿固定支座(1)长度方向依次排列。
4.根据权利要求1所述的一种直线电机定子模块，其特征在于，所述的A相线圈(2)、B相线圈(3)和C相线圈(4)分别为一匝或多匝线圈单体串联而成，所述的线圈单体包括方形或圆形金属体。
5.根据权利要求1所述的一种直线电机定子模块，其特征在于，所述的固定支座(1)为非金属支座，所述的固定支座(1)上设置用于安装线圈的槽。
6.一种直线电机定子，其特征在于，所述的直线电机定子包括一个或多个如权利要求1～5任意一项所述的直线电机定子模块。
7.一种直线电机，包括直线电子动子(5)，其特征在于，还包括权利要求6所述的直线电机定子。
8.根据权利要求7所述的一种直线电机，其特征在于，所述的直线电子动子(5)的磁体排布方式采用Halbach阵列排布方式或N、S极交替排布方式。
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7359597B2 (ja) * 2019-08-29 2023-10-11 株式会社小松製作所 コイル、ステータ、及びモータ
CN114228751A (zh) * 2021-12-23 2022-03-25 山西金山磁材有限公司 一种采用直线电机驱动的物流传输***
CN114256995B (zh) * 2021-12-27 2023-07-28 同济大学 一种长定子磁浮***直线电机定子模块
CN114844317B (zh) * 2022-07-05 2022-09-09 佛山德玛特智能装备科技有限公司 线圈组件、工字型动子座以及直线电机

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100432244B1 (ko) * 2001-06-25 2004-05-22 삼익Lms주식회사 고추력용 철심형 리니어모터
US8115348B2 (en) * 2009-05-22 2012-02-14 Chieftek Precision Co., Ltd. Unit coil, coil assembly and coreless type linear motor
CN105610261B (zh) * 2016-01-21 2018-09-04 中国科学院电工研究所 一种模块化矩阵式直线感应电机
CN106411013A (zh) * 2016-04-25 2017-02-15 深圳安格锐电气有限公司 一种嵌入式工字型线圈的无铁芯直线电机
CN108616207A (zh) * 2018-05-09 2018-10-02 同济大学 一种用于轨道交通的长定子直线电机绕组
CN111313576B (zh) * 2020-04-02 2021-07-06 南京航空航天大学 一种模块化永磁电机
CN111769713A (zh) * 2020-07-21 2020-10-13 西安工业大学 无铁芯圆筒型永磁同步直线电机

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