專利名稱：橫向磁通永磁直線電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電機(jī)領(lǐng)域。
技術(shù)背景傳統(tǒng)的感應(yīng)式直線電機(jī)效率和力密度都很低；而傳統(tǒng)的永磁式直線電機(jī) 雖然效率和力密度較高，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加工裝配難度大，可靠性不高。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是解決目前的永磁直線電機(jī)的不能同時(shí)兼顧高效率、高力 密度和結(jié)構(gòu)簡單、可靠性高的問題，設(shè)計(jì)了橫向磁通永磁直線電機(jī)。本發(fā)明包括定子和動(dòng)子，所述定子包括第一疊片、第二疊片、第三疊片、 第四疊片、m個(gè)第一定子鐵芯、m個(gè)第二定子鐵芯、m個(gè)第三定子鐵芯、m 個(gè)第四定子鐵芯、m個(gè)第五定子鐵芯、m個(gè)第六定子鐵芯、m個(gè)第七定子鐵 芯、m個(gè)第八定子鐵芯和定子繞組，所述動(dòng)子包括多個(gè)永磁體和m個(gè)非導(dǎo)磁 支架，第一疊片、第二疊片、第三疊片和第四疊片沿軸向按順序疊加；第一疊片內(nèi)腔的上下表面分別設(shè)置m個(gè)第一定子鐵芯和m個(gè)第二定子鐵 芯，每對(duì)第一定子鐵芯和第二定子鐵芯上下相對(duì)、左右相錯(cuò)，左右相對(duì)重合 區(qū)域設(shè)置動(dòng)子，m對(duì)第一定子鐵芯和第二定子鐵芯在第一疊片的內(nèi)腔中并列第二疊片內(nèi)腔的上下表面分別設(shè)置m個(gè)第三定子鐵芯和m個(gè)第四定子鐵 芯，每對(duì)第三定子鐵芯和第四定子鐵芯上下相對(duì)、左右相錯(cuò)，左右相對(duì)無重 合區(qū)域設(shè)置動(dòng)子，m對(duì)第三定子鐵芯和第四定子鐵芯在第二疊片的內(nèi)腔中并 列設(shè)置，從軸向看每個(gè)第三定子鐵芯被一個(gè)第一定子鐵芯完全覆蓋，每個(gè)第 四定子鐵芯被一個(gè)第二定子鐵芯完全覆蓋；第三疊片內(nèi)腔的上下表面分別設(shè)置m個(gè)第五定子鐵芯和m個(gè)第六定子鐵 芯，每對(duì)第五定子鐵芯和第六定子鐵芯上下相對(duì)、左右相錯(cuò)，左右相對(duì)重合 區(qū)域設(shè)置動(dòng)子，m對(duì)第五定子鐵芯和第六定子鐵芯在第三疊片的內(nèi)腔中并列 設(shè)置，第三疊片內(nèi)腔的每對(duì)定子鐵芯相對(duì)于永磁體的位置關(guān)系與第一疊片內(nèi)腔的每對(duì)定子鐵芯相對(duì)于永磁體的位置關(guān)系相反，從而使充磁方向相反的相鄰的兩個(gè)永磁體在第一疊片和第三疊片中產(chǎn)生的磁路同向；第四疊片內(nèi)腔的上下表面分別設(shè)置m個(gè)第七定子鐵芯和m個(gè)第八定子鐵 芯，每對(duì)第七定子鐵芯和第八定子鐵芯上下相對(duì)、左右相錯(cuò)，左右相對(duì)無重 合區(qū)域設(shè)置動(dòng)子，m對(duì)第七定子鐵芯和第八定子鐵芯在第四疊片的內(nèi)腔中并 列設(shè)置，從軸向看每個(gè)第七定子鐵芯被一個(gè)第五定子鐵芯完全覆蓋，每個(gè)第 八定子鐵芯被一個(gè)第六定子鐵芯完全覆蓋；每個(gè)第一定子鐵心及軸向與其對(duì)應(yīng)的第三定子鐵芯、第五定子鐵芯和第 七定子鐵芯的根部環(huán)繞設(shè)置定子繞組，每個(gè)第二定子鐵芯及軸向與其對(duì)應(yīng)的 第四定子鐵芯、第六定子鐵芯和第八定子鐵芯的根部環(huán)繞設(shè)置定子繞組；多個(gè)永磁體設(shè)置在長條形的非導(dǎo)磁支架上，永磁體平行充磁，充磁方向 與運(yùn)動(dòng)方向垂直，相鄰兩個(gè)永磁體充磁方向相反；m個(gè)非導(dǎo)磁支架上設(shè)置的永磁體依次錯(cuò)開極距L的2/m倍距離，m為自 然數(shù)。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是本發(fā)明由于采用了橫向磁通永磁方案，電機(jī)的效率和 力密度較高；各定子疊片可采用一體式方案，加工裝配簡單，且安全可靠， 本發(fā)明同時(shí)兼顧了以上兩個(gè)方面的優(yōu)點(diǎn)。


圖l是實(shí)施方式二的結(jié)構(gòu)示意圖，圖2是圖1的E-E剖視圖，圖3-l是圖 1的A-A剖視圖，圖3-2是圖1的B-B剖視圖，圖3-3是圖1的C-C剖視圖， 圖3-4是圖1的D-D剖視圖，圖4是實(shí)施方式二的動(dòng)子結(jié)構(gòu)示意圖，圖5-1~ 圖5-4是實(shí)施方式二工作時(shí)磁路走向示意圖，圖6是實(shí)施方式三的結(jié)構(gòu)示意圖， 圖7是圖6的F-F剖視圖，圖8-l是圖6的H-H剖視圖，圖8-2是圖6的I-I 剖視圖，圖8-3是圖6的J-J剖視圖，圖8-4是圖6的K-K剖視圖，圖9-1、 圖9-2是實(shí)施方式三的動(dòng)子結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
具體實(shí)施方式
一下面結(jié)合圖1 圖9說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式由定 子和動(dòng)子組成，所述定子由第一疊片l、第二疊片2、第三疊片3、第四疊片 4、 m個(gè)第一定子鐵芯1-1、 m個(gè)第二定子鐵芯l-2、 m個(gè)第三定子鐵芯2-l、m個(gè)第四定子鐵芯2-2、 m個(gè)第五定子鐵芯3-l、 m個(gè)第六定子鐵芯3-2、 m個(gè) 第七定子鐵芯4-l、 m個(gè)第八定子鐵芯4-2和定子繞組5組成，所述動(dòng)子由多 個(gè)永磁體6和m個(gè)非導(dǎo)磁支架7組成，第一疊片l、第二疊片2、第三疊片3 和第四疊片4沿軸向按順序疊加；第一疊片1內(nèi)腔的上下表面分別設(shè)置m個(gè)第一定子鐵芯1-1和m個(gè)第二 定子鐵芯1-2，每對(duì)第一定子鐵芯1-1和第二定子鐵芯1-2上下相對(duì)、左右相 錯(cuò)，左右相對(duì)重合區(qū)域設(shè)置動(dòng)子，m對(duì)第一定子鐵芯l-l和第二定子鐵芯l-2 在第一疊片1的內(nèi)腔中并列設(shè)置；第二疊片2內(nèi)腔的上下表面分別設(shè)置m個(gè)第三定子鐵芯2-1和m個(gè)第四 定子鐵芯2-2，每對(duì)第三定子鐵芯2-1和第四定子鐵芯2-2上下相對(duì)、左右相 錯(cuò)，左右相對(duì)無重合區(qū)域設(shè)置動(dòng)子，m對(duì)第三定子鐵芯2-1和第四定子鐵芯 2-2在第二疊片2的內(nèi)腔中并列設(shè)置，從軸向看每個(gè)第三定子鐵芯2-1被一個(gè) 第一定子鐵芯1-1完全覆蓋，每個(gè)第四定子鐵芯2-2被一個(gè)第二定子鐵芯1-2^A恵全兀王復(fù)皿；第三疊片3內(nèi)腔的上下表面分別設(shè)置m個(gè)第五定子鐵芯3-1和m個(gè)第六 定子鐵芯3-2，每對(duì)第五定子鐵芯3-1和第六定子鐵芯3-2上下相對(duì)、左右相 錯(cuò)，左右相對(duì)重合區(qū)域設(shè)置動(dòng)子，m對(duì)第五定子鐵芯3-l和第六定子鐵芯3-2 在第三疊片3的內(nèi)腔中并列設(shè)置，第三疊片3內(nèi)腔的每對(duì)定子鐵芯相對(duì)于永 磁體6的位置關(guān)系與第一疊片1內(nèi)腔的每對(duì)定子鐵芯相對(duì)于永磁體6的位置 關(guān)系相反，從而使充磁方向相反的相鄰的兩個(gè)永磁體6在第一疊片1和第三 疊片3中產(chǎn)生的磁路同向；第四疊片4內(nèi)腔的上下表面分別設(shè)置m個(gè)第七定子鐵芯4-1和m個(gè)第八 定子鐵芯4-2，每對(duì)第七定子鐵芯4-1和第八定子鐵芯4-2上下相對(duì)、左右相 錯(cuò)，左右相對(duì)無重合區(qū)域設(shè)置動(dòng)子，m對(duì)第七定子鐵芯4-1和第八定子鐵芯 4-2在第四疊片4的內(nèi)腔中并列設(shè)置，從軸向看每個(gè)第七定子鐵芯4-l被一個(gè) 第五定子鐵芯3-1完全覆蓋，每個(gè)第八定子鐵芯4-2被一個(gè)第六定子鐵芯3-2 完全覆蓋；每個(gè)第一定子鐵心1-1及軸向與其對(duì)應(yīng)的第三定子鐵芯2-l、第五定子鐵 芯3-1和第七定子鐵芯4-1的根部環(huán)繞設(shè)置定子繞組5，每個(gè)第二定子鐵芯1-2及軸向與其對(duì)應(yīng)的第四定子鐵芯2_2、第六定子鐵芯3-2和第八定子鐵芯4-2 的根部環(huán)繞設(shè)置定子繞組5;多個(gè)永磁體6設(shè)置在長條形的非導(dǎo)磁支架7上，永磁體6平行充磁，充 磁方向與運(yùn)動(dòng)方向垂直，相鄰兩個(gè)永磁體6充磁方向相反；m個(gè)非導(dǎo)磁支架7上設(shè)置的永磁體6依次錯(cuò)開極距L的2/m倍距離，m 為自然數(shù)。工作原理 以m取1時(shí)為例，如圖3-1~圖3-4，永磁體6處于第一疊片1內(nèi)腔中， 相鄰永磁體6處于第三疊片3中，第二疊片2和第四疊片4對(duì)應(yīng)非導(dǎo)磁支架7 部分，由于第一疊片1和第三疊片3定子鐵芯的交錯(cuò)式排列，永磁體在第一 疊片1和第三疊片3產(chǎn)生的磁通方向相同，使通過定子繞組5的磁通為疊加 關(guān)系，第一疊片1和第三疊片3之間設(shè)置第二疊片2，對(duì)應(yīng)第二疊片2的是相 鄰永磁體6之間的非導(dǎo)磁支架7部分，不產(chǎn)生磁通，對(duì)應(yīng)第四疊片4的也是 相鄰永磁體6之間的非導(dǎo)磁支架7部分，不產(chǎn)生磁通。在電樞繞組5中通入正弦或方波電流，則在m對(duì)定子鐵芯與多個(gè)永磁體 6之間的空隙產(chǎn)生脈動(dòng)的磁場，同時(shí)由于m個(gè)非導(dǎo)磁支架7上設(shè)置的多個(gè)永 磁體6沿軸向依次錯(cuò)開極距L的2/m倍距離，上述脈動(dòng)的磁場將與所有永磁 體6相互作用，而形成合成的磁力，使動(dòng)子在定子中沿軸向做相對(duì)直線運(yùn)動(dòng)。
具體實(shí)施方式
二下面結(jié)合圖l、圖2、圖3-1~圖3-4、圖4說明本實(shí)施 方式，本實(shí)施方式是實(shí)施方式一的一個(gè)具體實(shí)施例，m取l，定子包括第一疊 片l、第二疊片2、第三疊片3、第四疊片4、第一定子鐵芯l-l、第二定子鐵 芯l-2、第三定子鐵芯2-l、第四定子鐵芯2-2、第五定子鐵芯3-l、第六定子 鐵芯3-2、第七定子鐵芯4-l、第八定子鐵芯4-2和定子繞組5，第一疊片l一 一第四疊片4結(jié)構(gòu)如圖3-1~圖3-4所示，動(dòng)子結(jié)構(gòu)如圖4所示， 一個(gè)非導(dǎo)磁 支架7上設(shè)置多個(gè)永磁體6，此種為單相電機(jī)，電樞繞組5的剖視圖如圖2所 示，每個(gè)第一定子鐵心1-1及軸向與其對(duì)應(yīng)的第三定子鐵芯2-1、第五定子鐵 芯3-1和第七定子鐵芯4-1的根部環(huán)繞設(shè)置定子繞組5，每個(gè)第二定子鐵芯1-2 及軸向與其對(duì)應(yīng)的第四定子鐵芯2-2、第六定子鐵芯3-2和第八定子鐵芯4-2 的根部環(huán)繞設(shè)置定子繞組5，共計(jì)兩定子繞組5。
具體實(shí)施方式
三下面結(jié)合圖6、圖7、圖8-1~圖8-4、圖9-1~圖9-2說 明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式是實(shí)施方式一的另一個(gè)具體實(shí)施例，m取3，定子 包括第一疊片1、第二疊片2、第三疊片3、第四疊片4、三個(gè)第一定子鐵芯 1-1、三個(gè)第二定子鐵芯l-2、三個(gè)第三定子鐵芯2-l、三個(gè)第四定子鐵芯2-2、 三個(gè)第五定子鐵芯3-l、三個(gè)第六定子鐵芯3-2、三個(gè)第七定子鐵芯4-l、三個(gè) 第八定子鐵芯4-2和定子繞組5，第一疊片1——第四疊片4結(jié)構(gòu)如圖8-1~圖 8-4所示，動(dòng)子結(jié)構(gòu)如圖9-l所示，包括多個(gè)永磁體6和三個(gè)非導(dǎo)磁支架7， 三個(gè)非導(dǎo)磁支架7上設(shè)置的多個(gè)永磁體6平行設(shè)置，依次不錯(cuò)開，此種仍為 單相電機(jī)，動(dòng)子結(jié)構(gòu)如圖9-2所示時(shí)，三個(gè)非導(dǎo)磁支架7上設(shè)置的多個(gè)永磁體 6依次錯(cuò)開極距L的(2/3)倍距離，此種為三相電機(jī)；電樞繞組5的剖視圖如圖 7所示，每個(gè)第一定子鐵心1-1及軸向與其對(duì)應(yīng)的第三定子鐵芯2-l、第五定 子鐵芯3-1和第七定子鐵芯4-1的根部環(huán)繞設(shè)置定子繞組5，每個(gè)第二定子鐵 芯1-2及軸向與其對(duì)應(yīng)的第四定子鐵芯2-2、第六定子鐵芯3-2和第八定子鐵 芯4-2的根部環(huán)繞設(shè)置定子繞組5，共計(jì)六個(gè)定子繞組5。
權(quán)利要求
1. 橫向磁通永磁直線電機(jī)，它包括定子和動(dòng)子，其特征在于所述定子包括第一疊片(1)、第二疊片(2)、第三疊片(3)、第四疊片(4)、m個(gè)第一定子鐵芯(1-1)、m個(gè)第二定子鐵芯(1-2)、m個(gè)第三定子鐵芯(2-1)、m個(gè)第四定子鐵芯(2-2)、m個(gè)第五定子鐵芯(3-1)、m個(gè)第六定子鐵芯(3-2)、m個(gè)第七定子鐵芯(4-1)、m個(gè)第八定子鐵芯(4-2)和定子繞組(5)，所述動(dòng)子包括多個(gè)永磁體(6)和m個(gè)非導(dǎo)磁支架(7)，第一疊片(1)、第二疊片(2)、第三疊片(3)和第四疊片(4)沿軸向按順序疊加；第一疊片(1)內(nèi)腔的上下表面分別設(shè)置m個(gè)第一定子鐵芯(1-1)和m個(gè)第二定子鐵芯(1-2)，每對(duì)第一定子鐵芯(1-1)和第二定子鐵芯(1-2)上下相對(duì)、左右相錯(cuò)，左右相對(duì)重合區(qū)域設(shè)置動(dòng)子，m對(duì)第一定子鐵芯(1-1)和第二定子鐵芯(1-2)在第一疊片(1)的內(nèi)腔中并列設(shè)置；第二疊片(2)內(nèi)腔的上下表面分別設(shè)置m個(gè)第三定子鐵芯(2-1)和m個(gè)第四定子鐵芯(2-2)，每對(duì)第三定子鐵芯(2-1)和第四定子鐵芯(2-2)上下相對(duì)、左右相錯(cuò)，左右相對(duì)無重合區(qū)域設(shè)置動(dòng)子，m對(duì)第三定子鐵芯(2-1)和第四定子鐵芯(2-2)在第二疊片(2)的內(nèi)腔中并列設(shè)置，從軸向看每個(gè)第三定子鐵芯(2-1)被一個(gè)第一定子鐵芯(1-1)完全覆蓋，每個(gè)第四定子鐵芯(2-2)被一個(gè)第二定子鐵芯(1-2)完全覆蓋；第三疊片(3)內(nèi)腔的上下表面分別設(shè)置m個(gè)第五定子鐵芯(3-1)和m個(gè)第六定子鐵芯(3-2)，每對(duì)第五定子鐵芯(3-1)和第六定子鐵芯(3-2)上下相對(duì)、左右相錯(cuò)，左右相對(duì)重合區(qū)域設(shè)置動(dòng)子，m對(duì)第五定子鐵芯(3-1)和第六定子鐵芯(3-2)在第三疊片(3)的內(nèi)腔中并列設(shè)置，第三疊片(3)內(nèi)腔的每對(duì)定子鐵芯相對(duì)于永磁體(6)的位置關(guān)系與第一疊片(1)內(nèi)腔的每對(duì)定子鐵芯相對(duì)于永磁體(6)的位置關(guān)系相反，從而使充磁方向相反的相鄰的兩個(gè)永磁體(6)在第一疊片(1)和第三疊片(3)中產(chǎn)生的磁路同向；第四疊片(4)內(nèi)腔的上下表面分別設(shè)置m個(gè)第七定子鐵芯(4-1)和m個(gè)第八定子鐵芯(4-2)，每對(duì)第七定子鐵芯(4-1)和第八定子鐵芯(4-2)上下相對(duì)、左右相錯(cuò)，左右相對(duì)無重合區(qū)域設(shè)置動(dòng)子，m對(duì)第七定子鐵芯(4-1)和第八定子鐵芯(4-2)在第四疊片(4)的內(nèi)腔中并列設(shè)置，從軸向看每個(gè)第七定子鐵芯(4-1)被一個(gè)第五定子鐵芯(3-1)完全覆蓋，每個(gè)第八定子鐵芯(4-2)被一個(gè)第六定子鐵芯(3-2)完全覆蓋；每個(gè)第一定子鐵心(1-1)及軸向與其對(duì)應(yīng)的第三定子鐵芯(2-1)、第五定子鐵芯(3-1)和第七定子鐵芯(4-1)的根部環(huán)繞設(shè)置定子繞組(5)，每個(gè)第二定子鐵芯(1-2)及軸向與之其對(duì)應(yīng)的第四定子鐵芯(2-2)、第六定子鐵芯(3-2)和第八定子鐵芯(4-2)的根部環(huán)繞設(shè)置定子繞組(5)；多個(gè)永磁體(6)設(shè)置在長條形的非導(dǎo)磁支架(7)上，永磁體(6)平行充磁，充磁方向與運(yùn)動(dòng)方向垂直，相鄰兩個(gè)永磁體(6)充磁方向相反；m個(gè)非導(dǎo)磁支架(7)上設(shè)置的永磁體(6)依次錯(cuò)開極距L的2/m倍距離，m為自然數(shù)。
全文摘要
橫向磁通永磁直線電機(jī)，屬于電機(jī)領(lǐng)域。目的是解決目前的永磁直線電機(jī)不能同時(shí)兼顧高效率、高力密度和結(jié)構(gòu)簡單、可靠性高的問題。本發(fā)明包括定子和動(dòng)子，第一～第四疊片沿軸向按順序疊加，每個(gè)疊片內(nèi)腔上下面分別設(shè)置m對(duì)定子鐵芯，在每對(duì)定子鐵芯相對(duì)設(shè)置并左右錯(cuò)開形成的區(qū)域內(nèi)設(shè)置動(dòng)子，軸向?qū)?yīng)的各定子鐵芯根部環(huán)繞設(shè)置定子繞組；多個(gè)永磁體設(shè)置在m個(gè)非導(dǎo)磁支架上，永磁體平行充磁，充磁方向與運(yùn)動(dòng)方向垂直，相鄰兩個(gè)永磁體充磁方向相反，m個(gè)非導(dǎo)磁支架上設(shè)置的永磁體依次錯(cuò)開極距L的2/m倍距離，m為自然數(shù)。利用交錯(cuò)式的定子鐵芯結(jié)構(gòu)，使所有永磁體都能在定子中產(chǎn)生磁通，實(shí)現(xiàn)了永磁體的充分利用。
文檔編號(hào)H02K41/02GK101267151SQ20081006443
公開日2008年9月17日 申請(qǐng)日期2008年5月5日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月5日
發(fā)明者芊 吳, 薛斌峰, 萍 鄭, 剛 陳 申請(qǐng)人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)