专利名称：一种∪型直线伺服电机的制作方法
技术领域：
本发明涉及直线电机领域，具体是指一种u型直线伺服电机，
主要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，u型直线伺服电机由于其大行程、高精度、
高加速度和大推力等特点，在高精密加工中占有独特的地位。传统的 永磁同步直线电机的磁钢分布中磁钢只有一排，存在开路磁场引起的
边端效应，设计不当，会产生较大边端力；同时其极距相对较小，每 极每相槽数q不可能很大，否则在一极距上的总槽数较多，制造困 难。若q取较小整数，就不能充分利用分布绕组来削弱磁场的谐波 分量，产生较大齿槽力；此外还存在较大的法向吸力，从而产生额外 摩擦阻力，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
本发明的目的在于克服现有技术之不足而提供一种结构合理、动 子结构刚性好、高频稳定性好、整机散热性能好、单位功率密度高、 可有效消弱电机齿槽磁阻、提高整机运行过程推力的稳定性的U型 直线伺服电机。 本发明--- 一种u型直线伺服电机，包括定子、动子、安装台面、 线圈绕组，所述定子包括磁钢、u型底座，所述动子中嵌装有线圈绕
组，上端连接在与直线导轨固连的安装台面上，另一端卡装在磁钢之
间并与磁钢之间形成气隙，其特征在于所述磁钢由一个N极与一
个s极的单体磁极组成一组，多组磁钢沿动子轴线对称平行排列在u
型底座U型空腔的两侧，且两两相邻位置处磁钢的磁极极性相反。
本发明中，在所述动子绕组中间设有铝板。
本发明中，所述动子中嵌装的线圈绕组为重叠绕组，相邻单层绕 组之间相互错位平行排列。
本发明中，所述动子截面为工字型结构。
本发明由于采用上述结构， 一方面，从直线电机定子结构优化出 发，将磁钢分为多组对称排列在U型底座U型空腔的两侧，且两两 相邻位置处磁钢的磁极极性相反，起到谐波加强的作用，从而在一定 程度上可以有效消弱端部效应和磁阻效应对直线电机性能的影响；另 一个措施就是在动子绕组中间设有铝板，铝板作为一种导电但非导磁 的材料，对U型空间的磁场不会有任何影响却可以在磁场中产生一 定的阻尼作用，从而减轻直线电机在运行过程中的推力波动，提升电 机运行时推力的稳定性；保证电机运行过程直线电机的高速稳定，达 到高速、高加速度、高精度和高动态特性，其中最大速度可达 200m/min;最大加速度可达8g;定位精度可达0.5 u m;重复精度可 达O.lym。另一方面，从动子结构优化出发，在动子绕组上设置铝 板，可有效提高动子的高频稳定性并有利于散热；将动子截面形状设
计成工字型，取代传统的T型动子，增加动子的结构刚性，并增加了 动子散热的表面积；动子内的相邻绕组采用错位平行排列，取代了传 统的并排排列，有效的增加了直线电机的单位功率密度并改善了运行 过程中推力的稳定性。综上所述，本发明结构简单、动子结构刚性好、 高频稳定性好、整机散热性能好、单位功率密度高、可有效消弱电机 齿槽磁阻、提高整机运行过程推力的稳定性，解决了长期以来困扰直 线电机控制技术发展的难题，可实现工业化生产，有效的拓展了该类 直线电机的应用领域。
附图1为本发明结构示意图。
附图2为本发明中磁钢排列结构示意图。
附图3为本发明中重叠线圈绕组的主视图。
附图4为附图3的A-A剖视图。
图中1—安装台面，2—U型底座，4—三层绕组，5— 二层 绕组，6— 一层绕组，7—磁钢，8—铝板，9—动子。
具体实施例方式
参见附图1、 2、 3、 4，，本发明包括定子、动子9、安装台面l、 线圈绕组4、 5、 6，所述定子包括磁钢7、 U型底座2，所述动子9 中嵌装有线圈绕组4、 5、 6，上端连接在与直线导轨固连的安装台面 l上，另一端卡装在磁钢7之间并与磁钢7之间形成气隙3，其特征 在于所述磁钢7由一个N极与一个S极的单体磁极组成一组，多 组磁钢7沿动子9轴线对称平行排列在U型底座2U型空腔的两侧，
且两两相邻位置处磁钢7的磁极极性相反。
本发明中，在所述动子9绕组中间设有铝板8。
本发明中，所述动子9中嵌装的线圈绕组为重叠绕组4、 5、 6，
相邻单层绕组之间相互错位平行排列。
本发明中，所述动子9截面为工字型结构。
权利要求
1.一种U型直线伺服电机，包括定子、动子、安装台面、线圈绕组，所述定子包括磁钢、U型底座，所述动子中嵌装有线圈绕组，上端连接在与直线导轨固连的安装台面上，另一端卡装在磁钢之间并与磁钢之间形成气隙，其特征在于所述磁钢由一个N极与一个S极的单体磁极组成一组，多组磁钢沿动子轴线对称平行排列在U型底座U型空腔的两侧，且两两相邻位置处磁钢的磁极极性相反。
2、 根据权利要求1所述的U型直线伺服电机，其特征在于在所述动子绕组中间设有铝板。
3、 根据权利要求2所述的U型直线伺服电机，其特征在于所述动子中嵌装的线圈绕组为重叠绕组，相邻单层绕组之间相互错位平 行排列。
4、 根据权利要求1、 2或3所述的U型直线伺服电机，其特征在于所述动子截面为工字型结构。
全文摘要
一种∪型直线伺服电机，包括定子、动子、安装台面、线圈绕组，所述定子包括磁钢、∪型底座，所述动子中嵌装有线圈绕组，上端连接在与直线导轨固连的安装台面上，另一端卡装在磁钢之间并与磁钢之间形成气隙，所述磁钢由一个N极与一个S极的单体磁极组成一组，多组磁钢沿动子轴线对称平行排列在∪型底座∪型空腔的两侧，且两两相邻位置处磁钢的磁极极性相反。本发明结构简单、动子结构刚性好、高频稳定性好、整机散热性能好、单位功率密度高、可有效消弱电机齿槽磁阻、提高整机运行过程推力的稳定性，解决了长期以来困扰直线电机控制技术发展的难题，可实现工业化生产，有效地拓展了该类直线电机的应用领域。
文档编号H02K41/03GK101345467SQ20081003217
公开日2009年1月14日 申请日期2008年8月28日 优先权日2008年8月28日
发明者坚 杨, 苏焕宇, 谌国权, 谭铭志 申请人:长沙一派数控机床有限公司