一种双向同步运动直线电的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种双向同步运动直线电机，包括定子、动子一和动子二，其中两个动子具有相同的机械结构，其运动特性一致，但运动方向相反。本发明提供的双向同步运动直线电机，可应用在需要同时提供双向运动的场合，例如自动门等；该电机结构新颖，改善了直线电机的端部效应，并提高了性能；同时，采用这种电机可以大大减少机械传动机构的使用，能提高装置的传动效率和可靠性。
【专利说明】—种双向同步运动直线电机
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种双向同步运动直线电机。
【背景技术】
[0002]直线电机是一种将电能直接转化成直线运动的电机，目前已应用在工业、民用和航空航天等各个行业。由于直线电机本身结构的原因，其初级铁芯是开断的，产生了所谓的边端效应，从而引起波形畸变和损耗增加等问题，如何减少端部效应对电机性能的影响，是目前一个重要的研究课题。对于双向同步直线运动的场合，以自动门为例。目前大部分自动门采用旋转电机驱动，也有少部分自动门采用直线电机驱动。对于采用旋转电机驱动的自动门，首先需要利用减速装置降低电动机转速，然后利用机械传动机构把旋转运动转化为双向的直线运动；对于采用普通直线电机驱动的自动门，需要利用机械传动机构把单方向的直线运动转化为双向的直线运动。综上所述，对于采用旋转电机和普通直线电机驱动的自动门，由于存在较为复杂的机械传动机构，导致自动门装置的整体效率较低，且整体成本和故障率较高。对于其它需要同步双向运动的场合也存在同样的问题。
【发明内容】
[0003]发明目的:为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种双向同步运动直线电机，具有双向同步运动、端部效应较小、机械结构简单、整体故障率低等特点。
[0004]技术方案:为实现上述目的，本发明采用的技术方案为:
[0005]一种双向同步运动直线电机，包括定子、动子一和动子二，定义一个平面S，所述定子相对于平面S上下对称，所述动子一和动子二的结构及尺寸相对于平面S上下对称；
[0006]所述定子包括定子铁芯和绕组，定子铁芯的上下表面对称开设齿槽，绕组嵌绕在定子铁芯的槽中；所述定子铁芯上下两面的绕组所形成磁场的运动方向相反，且定子铁芯上下两面的绕组在定子铁芯内部形成一个环形磁场；
[0007]所述动子一包括背铁一，背铁一与定子铁芯通过滑轨滑块机构一连接；所述动子二包括背铁二，背铁二与定子铁芯通过滑轨滑块机构二连接；所述滑轨滑块机构一和滑轨滑块机构二的结构及尺寸相对于平面S上下对称。
[0008]具体的，所述定子铁芯中心开孔，其中固定嵌有固定板；所述背铁一上固定有滑轨一，所述背铁二上固定有滑轨二，所述固定板上固定有滑块，所述滑块和滑轨一形成滑轨滑块机构一，所述滑块和滑轨二形成滑轨滑块机构二。
[0009]具体的，所述滑轨一包括A滑轨一和B滑轨一，所述滑轨二包括A滑轨二和B滑轨二，所述滑块包括A滑块和B滑块；所述A滑块的上下两侧分别与A滑轨一和A滑轨二构成滑轨滑块机构，所述B滑块的上下两侧分别与B滑轨一和B滑轨二构成滑轨滑块机构，其中位于上方的两组滑轨滑块机构形成滑轨滑块机构一，位于下方的两组滑轨滑块机构形成滑轨滑块机构二。
[0010]具体的，所述固定板采用非导磁性材料铝板制成。[0011]具体的，所述背铁一的左右两侧分别设置有A端部限位块一和B端部限位块一；所述背铁二的左右两侧分别设置有A端部限位块二和B端部限位块二。
[0012]具体的，所述定子铁芯的左右两侧分别设置有A限位开关和B限位开关；所述A限位开关可与A端部限位块一和A端部限位块二接触，所述B限位开关可与B端部限位块一和B端部限位块二接触。
[0013]具体的，所述定子铁芯采用硅钢片冲片叠压而成。
[0014]具体的，该直线电机采用感应式结构，定子的单边极数为4极，定子铁芯的上下表面均设置有13个定子齿和12个定子槽，绕组嵌绕在定子槽内；所述绕组为集中绕组，由12个线圈组成，按顺时针方向分别记为A1、B1、C1、A2、B2、C2、A3、B3、C3、A4、B4和C4 ;每个线圈有两个圈边，分别记为P和N，即线圈Al是由AlP和AlN两个圈边构成，其它线圈依次类推；每个定子槽内嵌有一个线圈边，每个线圈的两个圈边间隔两个定子槽；12个线圈分别属于A、B、C三相，A相由Al、A2、A3和A4四个线圈构成，B相由B1、B2、B3和B4四个线圈构成，C相由C1、C2、C3和C4四个线圈构成，其中每相四个线圈均为首尾相串连。
[0015]有益效果:本发明提供的双向同步运动直线电机，可应用在需要同时提供双向运动的场合，例如自动门等；该电机结构新颖，改善了直线电机的端部效应，并提高了性能；同时，采用这种电机可以大大减少机械传动机构的使用，能提高装置的传动效率和可靠性。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1为本发明的立体结构示意图一；
[0017]图2为本发明的立体结构示意图二；
[0018]图3为本发明的剖视结构示意图；
[0019]图4为本发明的定子结构示意图；
[0020]图5为本发明双向运动不意图，5 (a)和5(b)表不两个不同的运动方向。
【具体实施方式】
[0021]下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
[0022]如图1、图2、图3所示为一种双向同步运动直线电机，包括定子、动子一和动子二，定义一个平面S，所述定子相对于平面S上下对称，所述动子一和动子二的结构及尺寸相对于平面S上下对称。
[0023]该直线电机采用感应式结构，所述定子包括定子铁芯14和绕组15 ;定子铁芯14的上下表面对称开设齿槽，绕组15嵌绕在定子铁芯14的槽中；所述定子铁芯14上下两面的绕组所形成磁场的运动方向相反，且定子铁芯14上下两面的绕组在定子铁芯14内部形成一个环形磁场。
[0024]如图4所示，定子的具体设计为:定子的单边极数为4极，定子铁芯14的上下表面对称设置有13个定子齿和12个定子槽，绕组15嵌绕在定子槽内；所述绕组15为集中绕组，由12个线圈组成，按顺时针方向分别记为Al、B1、Cl、A2、B2、C2、A3、B3、C3、A4、B4和C4 ；每个线圈有两个圈边，分别记为P和N，即线圈Al是由AlP和AlN两个圈边构成，其它线圈依次类推；每个定子槽内嵌有一个线圈边，每个线圈的两个圈边间隔两个定子槽；12个线圈分别属于A、B、C三相，A相由A1、A2、A3和A4四个线圈构成，B相由B1、B2、B3和B4四个线圈构成，C相由C1、C2、C3和C4四个线圈构成，其中每相四个线圈均为首尾相串连。
[0025]所述定子铁芯14中心开孔，其中嵌有非导磁性材料铝板制成的固定板16 ;固定板16与定子铁芯14通过卡口和螺栓固定；所述固定板16上固定有A滑块6和B滑块7。
[0026]所述定子铁芯14采用硅钢片冲片叠压而成，定子铁芯14通过优化设计，可以使得三相磁路较为对称，减少端部效应的影响。
[0027]所述动子一包括背铁一 2 ;在背铁一 2上固定有滑轨一，所述滑轨一包括A滑轨一4和B滑轨一 5 ;所述动子二包括背铁10，在背铁二 10上固定有滑轨二，所述滑轨二包括A滑轨二 9和B滑轨二 12 ;所述A滑块6的上下两侧分别与A滑轨一 4和A滑轨二 9构成滑轨滑块机构，所述B滑块7的上下两侧分别与B滑轨一 5和B滑轨二 12构成滑轨滑块机构，其中位于上方的两组滑轨滑块机构形成滑轨滑块机构一，位于下方的两组滑轨滑块机构形成滑轨滑块机构二，所述滑轨滑块机构一和滑轨滑块机构二的结构及尺寸相对于平面S上下对称。
[0028]所述背铁一 2的左右两侧分别设置有A端部限位块一 I和B端部限位块一 3 ;所述背铁二 10的左右两侧分别设置有A端部限位块二 11和B端部限位块二 8 ;所述定子铁芯14的左右两侧分别设置有A限位开关13和B限位开关17 ;所述A限位开关13可与A端部限位块一 I和A端部限位块二 11接触，所述B限位开关17可与B端部限位块一 3和B端部限位块二 8接触。
[0029]该结构中动子一和动子二具有相同的机械结构，其运动特性一致，但运动方向相反，其中背铁一 2和背铁二 10为磁通的流通提供通路，也为定子和动子起到支撑作用；滑轨采用四方向等载荷精密直线导轨结构，可以充分保证运行过程中电机的稳定性；动子两端的端部限位块用于限制动子的运动行程，避免动子因超出运动极限而脱轨；为避免动子运动过程中对端部限位块的撞击，在电机定子两端装有限位开关进行保护。
[0030]以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出:对于本【技术领域】的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
【权利要求】
1.一种双向同步运动直线电机，其特征在于:包括定子、动子一和动子二，定义一个平面S，所述定子相对于平面S上下对称，所述动子一和动子二的结构及尺寸相对于平面S上下对称； 所述定子包括定子铁芯(14)和绕组(15)，定子铁芯(14)的上下表面对称开设齿槽，绕组(15)嵌绕在定子铁芯(14)的槽中；所述定子铁芯(14)上下两面的绕组所形成磁场的运动方向相反，且定子铁芯(14)上下两面的绕组在定子铁芯(14)内部形成一个环形磁场； 所述动子一包括背铁一(2)，背铁一(2)与定子铁芯(14)通过滑轨滑块机构一连接；所述动子二包括背铁二(10)，背铁二(10)与定子铁芯(14)通过滑轨滑块机构二连接；所述滑轨滑块机构一和滑轨滑块机构二的结构及尺寸相对于平面S上下对称。
2.根据权利要求1所述的双向同步运动直线电机，其特征在于:所述定子铁芯(14)中心开孔，其中固定嵌有固定板(16);所述背铁一(2)上固定有滑轨一，所述背铁二(10)上固定有滑轨二，所述固定板(16)上固定有滑块，所述滑块和滑轨一形成滑轨滑块机构一，所述滑块和滑轨二形成滑轨滑块机构二。
3.根据权利要求2所述的双向同步运动直线电机，其特征在于:所述滑轨一包括A滑轨一(4)和B滑轨一(5)，所述滑轨二包括A滑轨二(9)和B滑轨二(12)，所述滑块包括A滑块(6)和B滑块(7);所述A滑块(6)的上下两侧分别与A滑轨一(4)和A滑轨二(9)构成滑轨滑块机构，所述B滑块(7)的上下两侧分别与B滑轨一(5)和B滑轨二(12)构成滑轨滑块机构，其中位于上方的两组滑轨滑块机构形成滑轨滑块机构一，位于下方的两组滑轨滑块机构形成滑轨滑块机构二。
4.根据权利要求2所述的双向同步运动直线电机，其特征在于:所述固定板(16)采用非导磁性材料铝板制成。
5.根据权利要求1所述的双向同步运动直线电机，其特征在于:所述背铁一(2)的左右两侧分别设置有A端部限位块一(I)和B端部限位块一(3);所述背铁二(10)的左右两侧分别设置有A端部限位块二(11)和B端部限位块二(8)。
6.根据权利要求5所述的双向同步运动直线电机，其特征在于:所述定子铁芯(14)的左右两侧分别设置有A限位开关(13)和B限位开关(17);所述A限位开关(13)可与A端部限位块一(I)和A端部限位块二(11)接触，所述B限位开关(17)可与B端部限位块一(3)和B端部限位块二(8)接触。
7.根据权利要求1所述的双向同步运动直线电机，其特征在于:所述定子铁芯(14)采用硅钢片冲片叠压而成。
8.根据权利要求1所述的双向同步运动直线电机，其特征在于:该直线电机采用感应式结构，定子的单边极数为4极，定子铁芯(14)的上下表面均设置有13个定子齿和12个定子槽，绕组(15)嵌绕在定子槽内；所述绕组(15)为集中绕组，由12个线圈组成，按顺时针方向分别记为A1、B1、C1、A2、B2、C2、A3、B3、C3、A4、B4和C4 ;每个线圈有两个圈边，分别记为P和N，即线圈Al是由AlP和AlN两个圈边构成，其它线圈依次类推；每个定子槽内嵌有一个线圈边，每个线圈的两个圈边间隔两个定子槽；12个线圈分别属于A、B、C三相，A相由A1、A2、A3和A4四个线圈构成，B相由B1、B2、B3和B4四个线圈构成，C相由C1、C2、C3和C4四个线圈构成，其中每相四个线圈均为首尾相串连。
【文档编号】H02K1/16GK103997185SQ201410201368
【公开日】2014年8月20日 申请日期:2014年5月13日 优先权日:2014年5月13日
【发明者】胡敏强, 仲伟波, 余海涛, 黄磊, 施振川, 刘强, 刘春元, 闻程, 陈中显, 董坤 申请人:东南大学