错位动磁式双边平板型永磁直线同步电机的制作方法

本发明涉及电机技术领域，具体提供一种错位动磁式双边平板型永磁直线同步电机。

背景技术：

不同于传统的“旋转电机+丝杠”间接驱动方式存在反向间隙、可靠性差和摩擦等缺点，永磁同步直线电机具有无接触传动、高响应、高速度等优点，因而近年来，永磁同步直线电机被逐步应用于自动化生产装备中。

为了实现电机的高精度运行，目前常采用无齿槽的永磁直线电机或者有铁心的永磁直线电机，但对于无齿槽的永磁直线电机来说，其推力不够；对于有铁心的永磁直线电机来说，其推力波动很大。因此，为了实现大推力运行，目前很多应用场合采用了双边平板型永磁直线电机，其可看成将两个单边型永磁直线电机背靠背叠加组成，不仅使得电机的推力提高一倍，而且电机的体积和重量也可减少。

在现有的双边平板型永磁同步电动机结构中，见中国专利zl201310025385.2所示，两侧磁极在水平方向相互错开，两块铁心在水平方向上齐平或两块铁心在水平方向上相互错开，两侧磁极在水平方向上齐平。该双边平板型永磁同步电动机虽然解决了电机推力和精度不能统一的问题，但上述电机结构却也存在有一些不足之处，如：①上述电机结构在电磁上实际是两个单元电机的组合，共用了冷却管道，造成铁心背面与空气或其他介质不存在热交换，散热较传统铁心水冷效果差；②虽然上述电机结构的电枢体积比两个单边型有所降低，但整个电机体积和成本降低很小。

有鉴于此，特提出本发明。

技术实现要素：

为了克服上述缺陷，本发明提供了一种错位动磁式双边平板型永磁直线同步电机，很好的实现了电机的大推力和高精度运行，且电机的散热效果佳。

本发明为了解决其技术问题所采用的技术方案是：一种错位动磁式双边平板型永磁直线同步电机，包括两个平行布置的初级、以及设于两个所述初级之间的永磁次级，每一所述初级各具有初级铁芯轭部、若干个水平并列设于所述初级铁芯轭部一侧上的铁芯齿部、以及绕设于若干个所述铁芯齿部上的绕组，两个所述初级上的若干个铁芯齿部呈一一相对布置，且同时两个所述初级上的若干个铁芯齿部还在水平方向上相互错开；

所述永磁次级具有永磁体组块，所述永磁体组块具有若干个水平并列排布的永磁体、以及能够将若干个所述永磁体固定成一体的灌装材料块，且相邻两个所述永磁体的充磁方向相反。

作为本发明的进一步改进，两个所述初级呈上下平行布置，且将两个所述初级分别定义为上初级和下初级，相应的，将设于所述上初级上的铁芯齿部定义为上铁芯齿部，将设于所述下初级上的铁芯齿部定义为下铁芯齿部；

相对应的所述上铁芯齿部与所述下铁芯齿部中心线间的错开距离x满足公式：x＝fc/k；

式中，fc为电机的槽距，k为设定的错距系数。

作为本发明的进一步改进，所述永磁体组块中的若干个所述永磁体的排列方向与每一所述初级中的若干个所述铁芯齿部的排列方向相互平行。

作为本发明的进一步改进，所述永磁体组块中的若干个所述永磁体由若干个向上充磁的第一永磁体和若干个向下充磁的第二永磁体组成，且若干个所述第一永磁体和若干个所述第二永磁体依次交替布置。

作为本发明的进一步改进，所述永磁次级具有两个上下平行布置的所述永磁体组块、以及一固定设置于两个所述永磁体组块之间的铁芯，两个所述永磁体组块中的若干个所述永磁体呈一一对应布置，且两个所述永磁体组块中并呈相对应布置的两个所述永磁体的充磁方向相反；所述铁芯的轴向方向与所述永磁体组块中的若干个所述永磁体的排列方向相平行，且所述铁芯的轴向两端还均伸出于两个所述永磁体组块的两侧之外。

本发明的有益效果是：①本发明通过将两个所述初级上的若干个铁芯齿部在水平方向上相互错开，能够有效降低齿槽效应和边端效应，很好的实现了电机的大推力和高精度运行。②本发明通过对永磁次级结构进行改进，一方面有效地减少了永磁体用量或者铁心用量，进而减少了电机体积、降低了电机成本；另一方面还不存在拖链和线缆，有效提高了电机的运行可靠性。③在本发明所述的电机结构中，在两个所述初级上均可开设冷却水管，这样便可实现与传统有水道散热的永磁直线电机几乎一样的散热效果。总之，本发明所述的错位动磁式双边平板型永磁直线同步电机可很好的应用到自动化装备或精密运动场合中。

附图说明

图1为本发明所述错位动磁式双边平板型永磁直线同步电机的第一种实施方式的剖面结构示意图；

图2为图1所示a部的放大结构示意图；

图3为图1所示初级的放大结构示意图；

图4为图1所示永磁次级的放大结构示意图；

图5为本发明所述永磁次级的第二种实施方式的剖面结构示意图。

结合附图，作以下说明：

1——初级10——初级铁芯轭部

11——铁芯齿部12——绕组

2——永磁次级20——永磁体

200——第一永磁体201——第二永磁体

21——灌装材料块22——铁芯

具体实施方式

下面参照图对本发明的优选实施例进行详细说明。

实施例1：

请参阅附图1、附图3和附图4所示，分别为本发明所述错位动磁式双边平板型永磁直线同步电机的第一种实施方式的剖面结构示意图、所述初级的放大结构示意图、以及所述永磁次级的放大结构示意图。

所述的错位动磁式双边平板型永磁直线同步电机包括两个平行布置的初级1、以及设于两个所述初级1之间的永磁次级2，特别的，每一所述初级1各具有初级铁芯轭部10、若干个水平并列设于所述初级铁芯轭部10一侧上的铁芯齿部11、以及绕设于若干个所述铁芯齿部11上的绕组12，两个所述初级1上的若干个铁芯齿部11呈一一相对布置，且同时两个所述初级1上的若干个铁芯齿部11还在水平方向上相互错开，能够降低齿槽效应和边端效应；

所述永磁次级2具有永磁体组块，所述永磁体组块具有若干个水平并列排布的永磁体20、以及由环氧树脂材料或者碳纤维材料制成并能够将若干个所述永磁体20固定成一体的灌装材料块21，且相邻两个所述永磁体20的充磁方向相反，即相邻两个所述永磁体20的极性相反。

在本实施例中，优选的，两个所述初级1呈上下平行布置，且将两个所述初级1分别定义为上初级和下初级，相应的，将设于所述上初级上的铁芯齿部11定义为上铁芯齿部，将设于所述下初级上的铁芯齿部11定义为下铁芯齿部；

相对应的所述上铁芯齿部与所述下铁芯齿部中心线间的错开距离x满足公式：x＝fc/k；式中，fc为电机的槽距，k为设定的错距系数(详见附图2所示)。

在本实施例中，优选的，所述永磁体组块中的若干个所述永磁体20的排列方向与每一所述初级1中的若干个所述铁芯齿部11的排列方向相互平行(详见附图1所示)。

优选的，所述永磁体组块中的若干个所述永磁体20由若干个向上充磁的第一永磁体200和若干个向下充磁的第二永磁体201组成，且若干个所述第一永磁体200和若干个所述第二永磁体201依次交替布置(详见附图4所示)。

实施例2：

实施例2提供了本发明所述错位动磁式双边平板型永磁直线同步电机的第二种实施方式，在实施例2所示的电机结构中，两个所述初级1的具体结构、布置方式等皆与实施例1所示结构相同，而所述永磁次级2的具体结构与实施例1所示结构有些差别，具体可详见附图5所示。

在附图5所示的所述永磁次级结构中，所述永磁次级2具有两个上下平行布置的所述永磁体组块、以及一黏贴固定设置于两个所述永磁体组块之间的铁芯22，其中，每一所述永磁体组块具有若干个水平并列排布的永磁体20、以及由环氧树脂材料或者碳纤维材料制成并能够将若干个所述永磁体20固定成一体的灌装材料块21，且相邻两个所述永磁体20的充磁方向相反；两个所述永磁体组块中的若干个所述永磁体20呈一一对应布置，且两个所述永磁体组块中并呈相对应布置的两个所述永磁体20的充磁方向相反；所述铁芯22的轴向方向与所述永磁体组块中的若干个所述永磁体20的排列方向相平行，且所述铁芯22的轴向两端还均伸出于两个所述永磁体组块的两侧之外。本实施例所提供的所述永磁次级结构，可很好的提高电机的支撑强度。

综上所述，本发明所述的错位动磁式双边平板型永磁直线同步电机具有以下优点：①本发明通过将两个所述初级上的若干个铁芯齿部在水平方向上相互错开，能够有效降低齿槽效应和边端效应，很好的实现了电机的大推力和高精度运行。②本发明通过对永磁次级结构进行改进，一方面有效地减少了永磁体用量或者铁心用量，进而减少了电机体积、降低了电机成本；另一方面还不存在拖链和线缆，有效提高了电机的运行可靠性。③在本发明所述的电机结构中，在两个所述初级上均可开设冷却水管，这样便可实现与传统有水道散热的永磁直线电机几乎一样的散热效果。总之，本发明所述的错位动磁式双边平板型永磁直线同步电机可很好的应用到自动化装备或精密运动场合中。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，但并不用于限制本发明，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为在本发明的保护范围内。