一种可降低推力波动的直线电机的制作方法

1.本发明属于电机领域，更具体而言，涉及一种可降低推力波动的直线电机。


背景技术：

2.cn202021927508.3公开了一种永磁直线电机，包括：滑动本体、磁生机构、磁轭件与磁性件，所述磁性件间隔设置在所述磁轭件上，所述磁轭件装设在所述滑动本体中，所述磁生机构与所述磁性件磁性配合并用于驱动所述滑动本体自身进行动作，所述磁性件朝向所述磁生机构的端部为弧面，且所述磁性件朝向所述磁生机构的端部的弧凸面朝向所述磁生机构。上述永磁直线电机能够有效降低运行时的推力波动。
3.但是，其存在以下问题：
4.1.成本过高，永磁直线电机最主要的成本就是永磁体，要将永磁体的表面加工成弧形，会成倍提高生产成本，并且永磁体的弧面加工难度也很大。
5.2.推力降低，永磁体之间的磁感线形成闭环，矩形的永磁体之间和弧形的永磁体之间的磁感线是不一样的，可参考图1和图2，图1是矩形永磁体的磁感线分布，图2是如该案的永磁体的磁感线的分布示意图。
6.图2的顶部的磁感线会非常稀疏，所以，该案的推力波动的降低是以推力降低为代价的。即其切割的磁感线少，所以在跨越永磁体时产生的推力波动就小。
7.现有技术存在的问题在于：如何在低成本、高推力的前提下降低推力波动的现象。


技术实现要素：

8.本发明的主要目的在于提供一种可降低推力波动的直线电机，该直线电机在磁轭件上进行改进，其不会损失推力，同时保留了低成本和无推力波动的优势。
9.根据本发明的第一方面，提供了一种可降低推力波动的直线电机，包括定子、与定子配合的动子，所述定子包括基座和固定在基座上的多个永磁体，相邻永磁体的极性相反，所述动子包括位于基座上方的移动件，所述移动件上依次沿定子延伸方向布置的多个磁轭件，所述磁轭件外缠绕有绕组；所述磁轭件正对永磁体的一面为弧面，所述磁轭件的下表面沿定子延伸方向的剖面为向下凸出的弧线。
10.在上述的可降低推力波动的直线电机中，所述弧线的弧度为40
°‑
60
°
。
11.在上述的可降低推力波动的直线电机中，所述绕组包括上绕组和下绕组，所述磁轭件上套接一个上绕组和下绕组。
12.在上述的可降低推力波动的直线电机中，所述移动件的两端设有辅助磁轭件，所述辅助磁轭件的高度低于磁轭件的高度。
13.在上述的可降低推力波动的直线电机中，所述磁轭件为软铁、a3钢、软磁合金或硅钢片之一。
14.本发明上述技术方案中的一个技术方案至少具有如下优点或有益效果之一：
15.本发明将传统技术中永磁体的弧面设计转移到磁轭件上，通过转移设计，可以发
现：本发明的方案相比于传统技术推力提高了2％，齿槽力降低83％；矽钢片的加工难度和采购成本远低于传统技术，本发明无推力波动。
附图说明
16.下面结合附图和实施例对本发明进一步地说明；
17.图1是本发明的背景技术中的一种磁感线分布情况；
18.图2是本发明的背景技术中的另外一种磁感线分布情况；
19.图3是本发明的实施例1的俯视图；
20.图4是本发明的实施例1的图3的a-a剖视图；
21.图5为本发明的实施例1的磁感线分布情况(计算机仿真模拟图)；
22.图6为本发明的对比例1的磁感线分布情况(计算机仿真模拟图)；
23.图7为本发明的实施例1和对比例1的齿槽力波动对比图(计算机仿真模拟图)；
24.图8为本发明的实施例1的电动势图(计算机仿真模拟图)；
25.图9为本发明的对比例1的电动势图(计算机仿真模拟图)。
具体实施方式
26.下面详细描述本发明的实施方式，实施方式的示例在附图中示出，其中相同或类似的标号自始至终表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
27.实施例1
28.参照图3至图4所示，一种可降低推力波动的直线电机，包括定子、与定子配合的动子，所述定子包括基座1和固定在基座1上的多个永磁体2，相邻永磁体2的极性相反，所述动子包括位于基座1上方的移动件3，所述移动件3上依次沿定子延伸方向布置的多个磁轭件4，所述磁轭件4外缠绕有绕组；所述磁轭件4正对永磁体2的一面为弧面5，所述磁轭件4的下表面沿定子延伸方向的剖面为向下凸出的弧线。
29.本实施例的各项尺寸数据为：永磁体2尺寸为103mm*21mm*6mm；永磁体2间隔为3mm；永磁体2材质为n48m烧结钕铁硼；磁轭件4为硅钢片，磁轭件4的高度为46mm，宽度为103mm，长度为280mm；所述绕组包括上绕组6和下绕组7，所述磁轭件4上套接一个上绕组6和下绕组7。上绕组6和下绕组7的规格一致，上绕组6的规格为0.5mm2*403匝。磁轭件4和永磁体2的间隔为1.8mm。
30.所述弧线的弧度为52
°
。
31.作为本实施例的优选，所述移动件3的两端设有辅助磁轭件8，所述辅助磁轭件8的高度低于磁轭件4的高度。(通过辅助磁轭件8产生端部齿槽力与磁轭件4产生的齿槽力进行中和抵消，降低整体齿槽力)。
32.对比例1
33.参考实施例1和cn202021927508.3，包括定子、与定子配合的动子，所述定子包括基座和固定在基座上的多个永磁体，相邻永磁体的极性相反，所述动子包括位于基座上方的移动件，所述移动件上依次沿定子延伸方向布置的多个磁轭件，所述磁轭件外缠绕有绕组；所述永磁体正对磁轭件的一面为弧面，所述磁轭件的上表面沿定子延伸方向的剖面为
向下凸出的弧线。
34.本实施例的各项尺寸数据为：永磁体、永磁体间隔、永磁体材质、磁轭件的材质、磁轭件的高度、宽度、长度均同实施例1；所述绕组包括上绕组和下绕组，所述磁轭件上套接一个上绕组和下绕组。上绕组和下绕组的规格一致，上绕组的规格同实施例1。磁轭件和永磁体的间隔同实施例1。
35.所述弧线的弧度为52
°
。
36.本对比例中同样在所述移动件的两端设有辅助磁轭件，所述辅助磁轭件的高度低于磁轭件的高度。
37.参考图5-6，示出了实施例1和对比例1的磁感线分布情况(计算机仿真模拟图)。可见本实施例1的磁感线相对于对比例1，越靠近运动件的地方，磁感线越密集。
38.性能测试
39.1.推力波动测试
40.实施例1和对比例1以1m/s匀速滑行，肉眼观察行进过程中拉力变化；观察实施例1和对比例1是否存在推力波动。
41.经过肉眼测试可以发现，实施例1和对比例1均无明显的推力波动。
42.但是参考图6，通过计算机仿真模拟可以看出，传统方案(对比例1)的齿槽力还是比较明显的，虽然传统方案相比于市售产品的推力波动已经明显改善，但是实际上还是存在相对较大的推力波动，只不过这种推力波动在人体感官无法获知。
43.2.推力测试。
44.参考图7和8，将实施例1和对比例1进行推力测试，绕组电压、电流为220v，3arms；
45.其中，实施例1的最大推力为1103n；
46.对比例1的最大推力为903n。
47.尽管已经示出和描述了本发明的实施方式，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。