一种能够减小推力波动的永磁同步直线电机的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种永磁同步直线电机，更具体地说是针对12槽7极永磁同步直线电机。
【背景技术】
[0002]12槽7极永磁同步直线电机具有大推力、快速响应特性好、结构简单、免维护等突出优点，在高性能直线驱动系统中获得广泛应用。图5所示的12槽7极的电机是指六只空心线圈对应于上下七对永磁体5，左侧线圈柱8和右侧线圈柱9分别为第二个空心线圈的左右两侧线圈柱。现有技术中，同一铁轭4上相邻两只永磁体5之间的间距与极距之间没有明确的尺寸配合关系，其间的配合尺寸随意性比较大，从而导致电机的气隙磁场波形不能有效的趋近于正弦波，使得电机运行时产生较大的推力波动，引起较大的噪声以及电机本身的抖动，特别是低速时更为明显，最终导致定位精度不高的不良影响。
【实用新型内容】:
[0003]本实用新型是为避免上述现有技术所存在的不足之处，提供一种能够减小推力波动的永磁同步直线电机，以使得电机在运作时能够有效的抑制推力波动，提高其定位精度。
[0004]本实用新型为解决技术问题采用如下技术方案:
[0005]本实用新型能够减小推力波动的永磁同步直线电机，所述直线电机包括动子和定子，在所述定子上设有线性导轨，所述动子安装在线性导轨上；所述定子是由上下两层铁轭以及设在铁轭内表面的若干个永磁体组成，所述动子是由空心线圈封装而成，相邻的空心线圈之间设有绝缘层，并由拖链输入三项电流；其结构特点是:所述永磁体选用的材料为NdFe30，并采用径向充磁，相邻的永磁体之间的距离a与极距b之间满足的数值关系为:a/b = 0.120 ?0.135ο
[0006]本实用新型能够减小推力波动的永磁同步直线电机的结构特点也在于:
[0007]所述空心线圈中左右两侧线圈柱之间的间隔c与相邻两只空心线圈之间的间距d为相等。
[0008]令所述空心线圈中左右两侧线圈柱的宽度均为e，并有:e/(d+e) =0.84?0.86。
[0009]所述空心线圈采用集中绕组。
[0010]所述相邻空心线圈之间的绝缘层是以绝缘树脂胶为材质，各空心线圈通过绝缘树脂封装成一整体。
[0011]所述动子为无铁芯动子，所述动子是由所述空心线圈独立封装而成。
[0012]与已有技术相比，本实用新型有益效果体现在:
[0013]本实用新型设定的永磁体间距与极距的尺寸配合系数，使得气隙磁场更加趋近于正弦波，减小了推力波动，达到提高定位精度的效果。同时也具有低噪声、低抖动、制作工艺简单，便于批量生产等特点。
【附图说明】
[0014]图1为本实用新型电机整体结构示意图；
[0015]图2为本实用新型中定子结构示意图；
[0016]图3为本实用新型中动子空心线圈结构示意图；
[0017]图4为本实用新型整体结构径向剖视图；
[0018]图5为12槽7极电机本体径向剖视图；
[0019]图中标号I动子，2定子，3线性导轨，4铁轭，5永磁体，6拖链，7空心线圈，8左侧线圈柱，9右侧线圈柱。a相邻的永磁体之间的距离，b极距，c空心线圈中左右两侧线圈柱之间的间隔，d相邻两只空心线圈之间的间距，e左右两侧线圈柱的宽度。
【具体实施方式】
[0020]参见图1和图2，本实施例中能够减小推力波动的永磁同步直线电机与已有技术相同的是其包括有动子I和定子2，在定子2上设有线性导轨3，动子I安装在线性导轨上3 ;定子2是由上下两层铁轭4以及设在铁轭4内表面的若干个永磁体5组成，动子I是由空心线圈7封装而成，相邻的空心线圈7之间设有绝缘层，并由拖链6输入三项电流。
[0021]本实施例中，永磁体5选用的材料为NdFe30，并采用径向充磁，相邻的永磁体之间的距离a与极距b之间满足的数值关系为:a/b = 0.120?0.135。
[0022]本实施例中，相应的结构设置也包括:如图4和图5所示，空心线圈中左右两侧线圈柱之间的间隔c与相邻两只空心线圈之间的间距d为相等；令空心线圈中左右两侧线圈柱的宽度均为e，并有:e/(d+e) = 0.84?0.86 ;空心线圈7采用集中绕组；相邻空心线圈7之间的绝缘层是以绝缘树脂胶为材质，各空心线圈7通过绝缘树脂封装成一整体；动子I为无铁芯动子，动子I是由空心线圈7独立封装而成。
[0023]具体实施中，永磁体本身的几何结构尺寸保持不变，相邻永磁体之间的距离a与极距b满足:a/b = 0.130，以使气隙磁场波形趋近于正弦波，达到减小推力波动的目的。本实施例中的动子没有铁芯直接由线圈通过树脂胶封装成一体，这样可以减小铁芯引起的端部力以及齿槽效应，而且可以起到绝缘的目的，封装成一体便于安装以及动子作直线运动；如图3所示，本实施例的空心线圈7的空腔大小c与相邻线圈的间距d是相等的，并且线圈采用集中绕组。
[0024]当动子接入三相电流后，与定子磁耦合，产生推力，使得动子相对于定子作往复直线运动。本实用新型通过控制设置在同一侧的相邻永磁体之间的距离与极距的比例在一定的范围之内，并调整相邻线圈的间距与一侧线圈柱宽度，使两者满足一定的数值关系，并采用无铁芯的线圈直接作为动子，从而使气隙磁场更加趋近于正弦波，同时又减小端部力和齿槽力，有效的抑制了电机运行时的推力波动，提高了定位精度，减小了电机运行时的噪声和抖动。
【主权项】
1.一种能够减小推力波动的永磁同步直线电机，所述直线电机包括动子(I)和定子(2)，在所述定子(2)上设有线性导轨(3)，所述动子(I)安装在线性导轨上(3);所述定子(2)是由上下两层铁轭(4)以及设在铁轭(4)内表面的若干个永磁体(5)组成，所述动子(I)是由空心线圈(7)封装而成，相邻的空心线圈(7)之间设有绝缘层，并由拖链(6)输入三项电流；其特征是:所述永磁体(5)选用的材料为NdFe30，并采用径向充磁，相邻的永磁体(5)之间的距离a与极距b之间满足的数值关系为:a/b = 0.120?0.135。
2.根据权利要求书I所述的能够减小推力波动的永磁同步直线电机，其特征是:所述空心线圈(7)中左右两侧线圈柱之间的间隔c与相邻两只空心线圈(7)之间的间距d为相等。
3.根据权利要求书I所述的能够减小推力波动的永磁同步直线电机，其特征是:令所述空心线圈(7)中左右两侧线圈柱的宽度均为e，并有:e/(d+e) = 0.84?0.86。
4.根据权利要求书I所述的能够减小推力波动的永磁同步直线电机，其特征是:所述空心线圈(7)采用集中绕组。
5.根据权利要求书I所述的能够减小推力波动的永磁同步直线电机，其特征是:所述相邻空心线圈(7)之间的绝缘层是以绝缘树脂胶为材质，各空心线圈(7)通过绝缘树脂封装成一整体。
6.根据权利要求书I所述的能够减小推力波动的永磁同步直线电机，其特征是:所述动子(I)为无铁芯动子，所述动子(I)是由所述空心线圈(7)独立封装而成。
【专利摘要】本实用新型公开了一种能够减小推力波动的永磁同步直线电机，直线电机包括动子和定子，在定子上设有线性导轨，动子安装在线性导轨上；定子是由上下两层铁轭以及设在铁轭内表面的若干个永磁体组成，动子是由空心线圈封装而成，相邻的空心线圈之间设有绝缘层，并由拖链输入三项电流；其特征是：永磁体选用的材料为NdFe30，并采用径向充磁，相邻的永磁体之间的距离a与极距b之间满足的数值关系为：a/b＝0.120～0.135。本实用新型合理设定永磁体间距与极距的配合尺寸，使得气隙磁场更加趋近于正弦波，减小推力波动，有效提高定位精度。
【IPC分类】H02K33-18
【公开号】CN204465308
【申请号】CN201520231453
【发明人】王立俊, 何中燕, 权靓, 赵吉文, 赵静
【申请人】安徽大学
【公开日】2015年7月8日
【申请日】2015年4月16日