CN1655429B - 一种直线电机 - Google Patents
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Abstract
一种直线电机,属于直线电机领域,用于永磁直线电机制造及其伺服控制。本发明目的在于有效消弱直线电机齿槽磁阻效应,减轻直线电机在运行过程中的推力波动。本发明由定子和动子组成,定子包括磁钢、直线导轨、底座,磁钢分为两排并行排列,并行排列的相邻磁钢相互错位1个齿槽宽度;动子包括动子铁芯、线圈绕组及齿槽、滑台台面,定子与底座连为一体,并与直线导轨所支撑的动子之间存在气隙,以使动子能够沿直线导轨运动。本发明可以保证在电机的控制过程中直线电机的高速稳定运行,从很大程度上解决了长期以来困扰直线电机控制技术发展的难题,极大地促进了该类直线电机的实际应用。
Description
技术领域
本发明属于直线电机领域,具体应用于永磁直线电机制造及其伺服控制。
背景技术
随着精密制造技术和数控技术的发展,高速、高效、高精度成为当前数控机床的发展方向,长行程永磁式直线电机由于其大行程、高精度、高加速度和大推力等优点,在高精密加工中占有独特的地位。传统的永磁同步旋转电机及直线电机的磁钢分布中磁钢只有一排,见叶云岳《直线电机原理及应用》Page6~7,机械工业出版社,在控制过程中存在齿槽磁阻效应,降低了电机运行的平稳性,严重影响了该类直线电机的控制性能。
发明内容
本发明提出一种直线电机,优化直线电机定子结构以有效消弱直线电机齿槽磁阻效应,减轻直线电机在运行过程中的推力波动。
本发明的一种直线电机,由定子和动子组成,其中定子包括磁钢、直线导轨、底座,动子包括动子铁芯、线圈绕组及齿槽、滑台台面,定子的磁钢、直线导轨与底座连为一体,并与直线导轨所支撑的动子之间存在气隙,以使动子能够沿直线导轨运动;其特征为:所述定子中的磁钢分为两排并行排列,并行排列的相邻磁钢相互错位1个齿槽宽度。
所述的一种直线电机,其特征为:所述定子中单个磁钢的纵剖面的上边缘呈弧形。
所述的一种直线电机,其进一步特征为:所述定子中单个磁钢的纵剖面的上边缘弧形为圆弧,圆弧的半径为26mm±1.5mm。
本发明从直线电机定子结构优化出发把磁钢分为两排,两排磁钢错位分布,以削弱端部效应和磁阻效应的影响,并减轻边端效应引起的推力不稳定问题,同时对磁钢的外形结构进行了优化,具有高性能的正弦波气隙磁场;可以有效消弱直线电机齿槽磁阻效应,减轻直线电机在运行过程中的推力波动,保证在电机的控制过程中直线电机的高速稳定运行,体现了高速、高加速度、高精度和高动态特性。从很大程度上解决了长期以来困扰直线电机控制技术发展的难题,极大地促进了该类直线电机的实际应用。
附图说明
图1为本发明的结构示意图;
图2为图1中A-A剖面图;
图3为定子磁钢的排列图;
图4为单个磁钢的剖面图,即图3单个定子磁钢的B-B剖面图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施状态进一步说明。
如图1和图2所示,其中动子包括:动子铁芯1、线圈绕组及齿槽2、滑台台面7;定子包括:磁钢3、直线导轨4、底座5;动子和定子之间存在着气隙6.
如图3所示直线电机定子采用了错位分布的磁钢,图中磁钢3,磁钢间隙8,磁钢分为两排,并列两排的磁钢相互错位1个齿槽宽度。从而可以减小磁场的突变,以削弱磁阻效应的影响,减轻电机在运动过程中的推力不稳定问题。经过优化设计的磁钢横截面上部呈弧形,以使定子和动子之间的气隙磁场呈正弦分布,从而削弱磁阻效应的影响,提高电机电磁耦合的性能。
作为一个实施例,该直线电机的定子的总体长度为500mm;磁钢分两排,每排23块磁钢;永磁磁钢采用高性能永磁材料钕铁硼,图4为定子中单个磁钢的剖面图,磁钢横截面上部圆弧的半径为26mm±1.5mm;直线电机的机座选用45号钢,与永磁磁钢构成回路;导轨型号为SBG20SL。
Claims (3)
1.一种直线电机,由定子和动子组成,其中定子包括磁钢、直线导轨、底座,动子包括动子铁芯、线圈绕组及齿槽、滑台台面,定子的磁钢、直线导轨与底座连为一体,并与直线导轨所支撑的动子之间存在气隙,以使动子能够沿直线导轨运动;其特征为:所述定子中的磁钢分为两排并行排列,并行排列的相邻磁钢相互错位1个齿槽宽度。
2.如权利要求1所述的一种直线电机,其特征为:所述定子中单个磁钢的纵剖面的上边缘呈弧形。
3.如权利要求1或2所述的一种直线电机,其特征为:所述定子中单个磁钢的纵剖面的上边缘弧形为圆弧,圆弧的半径为26mm±1.5mm。
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