永磁同步螺旋直线电机的制作方法

本发明涉及一种永磁同步螺旋直线电机，具体涉及电动机领域。

背景技术：

常规的永磁电动机如果实现直线运动需要中间转换机构将旋转运动转换为直线运动，这样就会增加运动机构的复杂性，而平板直线电机则由于电磁场和直线运动之间速比为零，要获得高精度的位移将增加控制的复杂性。

技术实现要素：

本发明提供一种永磁同步螺旋直线电机，它是将电机电枢的铁芯做成若干圈等螺距的螺旋铁芯，并在螺旋铁芯内圆均布的若干槽口内嵌装能够轴向贯穿若干圈螺旋铁芯的三相线圈组，或者沿螺旋铁芯的螺旋方向依次嵌入三相绕组；而电机的励磁体是在具有滚珠螺纹的圆柱型磁轭外周呈螺旋形粘贴有若干四边形螺旋体的永磁瓦，且若干永磁瓦按n极和s极交替排列。将电枢和励磁体同轴套装在一起，电枢的三相线圈组由控制电路供电形成螺旋磁场拖动励磁体做同步螺旋运动。由于永磁同步螺旋直线电机所产生的是复合运动，即旋转运动和直线运动之间存在速比，这个速比能够增加电机的推力和直线运动的速度；能够不需要中间转换机构即可获得高精度的直线运动。

本发明是由如下技术方案实现的；一种永磁同步螺旋直线电机，包括：外壳、与外壳套装的电枢，连接在外壳两端的具有滚珠螺母的端盖、与电枢和端盖套装的能够转动的励磁体、与电枢线圈组连接的为电枢供电的控制电路；所述的电枢由螺旋铁芯和线圈组组成；所述的励磁体由圆柱型的磁轭和呈螺旋形均布在磁轭圆周表面的若干永磁瓦组成；其特征在于：所述的电枢的螺旋铁芯是将若干环形硅钢片的内圆冲制均匀分布的槽口形成若干磁极，在若干环形硅钢片的同一位置断开一个缺口，并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；若干螺旋状硅钢片在断开的缺口处进行插接即可连接成若干圈、等螺距、等厚度的螺旋铁芯；所述的线圈组按轴向对应的一组磁极嵌装一个线圈的方式进行绕制，或一个磁极一个线圈的方式沿螺旋方向依次嵌装，嵌装好的线圈组按照三相对称分为三组连接成星型或者三角形；将由螺旋铁芯和线圈组组成的电枢套装在壳体内，电枢由两只端盖固定和壳体连接在一起。

所述的端盖一侧为单圈的螺旋套另一侧为滚珠螺母，螺旋套和螺旋铁芯的螺旋角相同。

所述的磁轭为圆柱体，在磁轭的圆周表面制有滚珠螺纹和截面为矩形的螺纹槽，而且滚珠螺纹和螺纹槽的螺距和螺旋铁芯的螺距相同；所述的永磁瓦为四边形的螺旋体，若干永磁瓦按n极和s极交替排列在磁轭的螺纹槽内；由磁轭和若干永磁瓦组成的励磁体套装在电枢和端盖内，并使磁轭的滚珠螺纹和端盖的滚珠螺母配合在一起并能够转动。

本发明的积极效果

1.由于电枢的铁芯为螺旋形，励磁体旋转一周将直线运动一个轴向磁极间距，这样就存在一个线速度与直线运动的速比，亦即这个速比越大电机的推力越大。

2.能够根据需要做成不同螺距的螺旋铁芯来提高直线运动的速度，也能够通过提高励磁体的转速提高直线运动的速度。

3.无需中间转换机构即可应用于直线运动的场合，运动机构简单。

4.具有启动电流小，直线运动精度高、定位准确的特点。

5.励磁体上设置了滚珠螺纹能够起到对电枢的自锁作用。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步详细说明：

图1为本发明的装配图。

图2为图1的a-a剖视图。

图3为图1的b-b剖视图。

图中：1、外壳，2、电枢，2-1、螺旋铁芯，2-2、线圈组，3、端盖，3-1、螺旋套，3-2滚珠螺母，4、励磁体，4-1、磁轭，4-2、若干永磁瓦，5、控制电路，5-1、霍尔传感器。

具体实施方式

如图1、2、3所示：一种永磁同步螺旋直线电机，包括：外壳1、与外壳1套装的电枢2，连接在外壳1两端的具有滚珠螺母3-2的端盖3、与电枢2和端盖3套装的能够转动的励磁体4、与电枢2的线圈组2-2连接的为电枢2供电的控制电路5；所述的电枢2由螺旋铁芯2-1和线圈组2-2组成；所述的励磁体4由圆柱型的磁轭4-1和呈螺旋形均布在磁轭4-1圆周表面的若干永磁瓦4-2组成；其特征在于：所述的电枢2的螺旋铁芯2-1是将若干环形硅钢片的内圆冲制均匀分布的槽口形成若干磁极，在若干环形硅钢片的同一位置断开一个缺口，并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；若干螺旋状硅钢片在断开的缺口处进行插接即可连接成若干圈、等螺距、等厚度的螺旋铁芯2-1；所述的线圈组2-2按轴向对应的一组磁极嵌装一个线圈的方式进行绕制，或一个磁极一个线圈的方式沿螺旋方向依次嵌装，嵌装好的线圈组按照三相对称分为三组连接成星型或者三角形；将由螺旋铁芯2-1和线圈组2-2组成的电枢2套装在壳体1内，电枢2由两只端盖3固定和壳体1连接在一起。

如图1、2所示：所述的端盖3一侧为单圈的螺旋套3-1另一侧为滚珠螺母3-2，螺旋套3-1和螺旋铁芯2-1的螺旋角相同。

如图1所示：所述的磁轭4-1为圆柱体，在磁轭4-1的圆周表面制有滚珠螺纹和截面为矩形的螺纹槽，而且滚珠螺纹和螺纹槽的螺距和螺旋铁芯2-1的螺距相同；所述的若干永磁瓦4-2为四边形的螺旋体，若干永磁瓦4-2按n极和s极交替排列在磁轭4-1的螺纹槽内；由磁轭4-1和若干永磁瓦4-2组成的励磁体4套装在电枢2和端盖3内，并使磁轭4-1的滚珠螺纹和端盖3的滚珠螺母3-2配合在一起并能够转动。

如图1、2、3所示：由于电枢2的铁芯为螺旋形，励磁体4做螺旋运动所产生的推力大；能够根据需要做成不同螺距的螺旋铁芯2-1和励磁体4来提高直线运动的速度，也能够通过提高励磁体4的转速提高直线运动的速度；无需中间转换机构即可应用于直线运动的场合，运动机构简单、直线运动精度高。

技术特征：

技术总结
本发明公开一种永磁同步螺旋直线电机，它是将电机电枢的铁芯做成若干圈等螺距的螺旋铁芯，并在螺旋铁芯内圆均布的若干槽口内嵌装能够轴向贯穿若干圈螺旋铁芯的三相线圈组，或者沿螺旋铁芯的螺旋方向依次嵌入三相绕组；而电机的励磁体是在具有滚珠螺纹的圆柱型磁轭外周呈螺旋形粘贴若干按N极和S极交替排列永磁瓦；励磁体和电枢同轴套装在一起，电枢的三相线圈组由控制电路供电形成螺旋磁场拖动励磁体做同步螺旋运动。由于永磁同步螺旋直线电机所产生的是复合运动，即旋转运动和直线运动之间存在速比，这个速比能够增加电机的推力和直线运动的速度；能够不需要中间转换机构即可获得高精度的直线运动。

技术研发人员：徐建宁
受保护的技术使用者：徐建宁
技术研发日：2018.03.17
技术公布日：2019.09.24