一种双边永磁直线磁通切换电机的制作方法

本实用新型属于直线电机制造技术领域，尤其是涉及一种双边永磁直线磁通切换电机。

背景技术：

在直线驱动应用场合，相比于旋转电机，结构简单且动态响应快，施工成本低。直线电机与旋转电机相比，主要有如下几个优点：一是结构简单，由于直线电机直接将电能变成直线运动的机械能而不需要中间转换环节，因而使得系统本身的结构大为简化，重量和体积大大地下降；二是定位精度高，在需要直线运动的地方，直线电机可以实现直接传动，因而可以消除中间环节所带来的各种定位误差，故定位精度高，如采用微机控制，则还可以大大地提高整个系统的定位精度；三是反应速度快、灵敏度高，随动性好。四是工作安全可靠、寿命长。

永磁直线磁通切换电机作为初级永磁式电机，吸引了国内外学者的关注。这类电机的永磁体和绕组在初级即动子，定子仅为导磁材料制成的凸极铁心，这样在长定子应用场合既省铜又省永磁体，具有结构简单、功率密度高、易于生产和维护的优点。双边永磁直线磁通切换电机不但具有以上优点，而且可以有效抑制单边结构的直线电机存在的法向拉力较大以及漏磁等问题。

然而由于定子和动子的凸极结构，双边永磁直线磁通切换电机具有定位力大以及推力脉动大的缺点，文献《双边长初级磁通切换永磁直线电机推力波动分析及抑制》(电工技术学报，VOL.29，NO.11，2014，黄磊，胡敏强，刘静，余海涛，刘强)分析了永磁直线磁通切换电机定位力的特点，给出了错位和错极结构来抑制电机推力脉动，该结构可以一定程度上减小推理脉动，然而，电机电磁推力的平均值也会同时减小。

技术实现要素：

本实用新型为了克服上述技术问题，提供一种双边永磁直线磁通切换电机，所述电机在不影响推力平均值的情况下可以有效的减小定位力及推力脉动。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：

一种双边永磁直线磁通切换电机，其特征在于，所述电机由一个定子和两个面对面单边动子组成，所述动子和定子都是凸极结构，所述定子的长度大于动子的长度，定义所述电机动子运行的方向为水平方向，所述定子延水平方向左右两边分别有一组凸极铁芯，分别是凸极铁芯I和凸极铁芯II，所述凸极铁芯I和凸极铁芯II延水平方向前后错开半个定子极距的距离，所述两个动子结构相同，分别包括n个动子极，所述动子极包括动子齿、励磁源和电枢线圈，所述两个动子延水平方向左右两边镜像放置，所述两个动子与所述定子两组凸极铁芯之间分别有相同距离的气隙。

优选的，所述动子包括12个U型铁芯、12个励磁源以及12个电枢线圈，相邻两个U型铁芯中间有一个励磁源，所述相邻两个U型铁芯绕有电枢线圈。

优选的，所述励磁源为永磁体。

优选的，所述永磁直线开关磁链电机为6/13极。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

实用新型提出一种双边永磁直线磁通切换电机，所述电机主要特点是电机定子延水平方向左右两边有两组前后错开半个定子极距的凸极铁芯，所述两个动子结构相同，延水平方向左右两边对称放置，且延水平方向相同位置的励磁源采用相反的励磁方向。相比于传统的双边永磁直线磁通切换电机，该结构可以有效的减小电机定位力，从而减小电机电磁推力脉动，同时不影响电磁推力平均值，适用多种结构的直线磁通切换电机，任意定子极数和动子极数，都可使得电机的定位力和推力脉动减小，电磁推力平均值不变。

附图说明

图1是根据本实用新型一实施例6/13极双边永磁直线磁通切换电机截面示意图。

图2是根据本实用新型一实施例6/13极双边永磁直线磁通切换电机和相同结构传统的6/13极双边永磁直线磁通切换电机定位力波形的比较图。

其中，曲线1为本实用新型6/13极双边永磁直线磁通切换电机定位力波形曲线，曲线2为传统的6/13极双边永磁直线磁通切换电机定位力波形曲线。

图3是根据本实用新型一实施例6/13极双边永磁直线磁通切换电机和相同结构传统的6/13极双边永磁直线磁通切换电机电磁推力波形的比较图。

其中，曲线3为本实用新型6/13极双边永磁直线磁通切换电机电磁推力波形曲线，曲线4为传统的6/13极双边永磁直线磁通切换电机电磁推力波形曲线。

图4是根据本实用新型一实施例6/13极双边永磁直线磁通切换电机和相同结构传统的6/13极双边永磁直线磁通切换电机在额定电流下电磁推力平均值的比较图。

其中，柱体1为本实用新型6/13极双边永磁直线磁通切换电机在额定电流下电磁推力平均值，柱体2为传统的6/13极双边永磁直线磁通切换电机在额定电流下电磁推力平均值。

附图标记说明：1-动子，2-定子，3-正向充磁永磁体，4-反向充磁永磁体，5-电枢绕组。

具体实施方式

为了说明本实用新型的结构特点，下面结合附图，以一台6/13极双边永磁直线磁通切换电机为例进行详细说明。

图1是根据本实用新型一实施例6/13极双边永磁直线磁通切换电机截面示意图。所述电机是由两个动子和一个定子组成，两个动子分别与定子两边之间有气隙。动子和定子都是凸极结构，定子的长度大于动子的长度，定子由凸极铁芯组成，定子上既无永磁体也无绕组。

定义电机动子运行的方向为水平方向，两个动子延水平方向左右两边对称放置，分别包括6个U型铁芯、6个永磁体、以及6个电枢线圈，每两个U型齿中间夹一块永磁体，上述结构组成了6个动子极，每个极采用集中式绕组，由该极的永磁体励磁，延水平方向相同位置的永磁体采用相反的励磁方向，属于同一相的四个线圈串联成该相绕组。

电机定子延水平方向左右两边分别有一组凸极铁芯，两组凸极铁芯延水平方向前后错开半个定子极距的距离。

该结构使电机定位力减小，从而减小电机电磁推力脉动，同时不影响电磁推力平均值。

图2是根据本实用新型一实施例6/13极双边永磁直线磁通切换电机(曲线1)和相同结构传统的6/13极双边永磁直线磁通切换电机(曲线2)定位力波形的比较图。比较两个电机的定位力大小，可以看出本实施例产品的定位力较小。

图3是根据本实用新型一实施例6/13极双边永磁直线磁通切换电机(曲线3)和相同结构传统的6/13极双边永磁直线磁通切换电机(曲线4)电磁推力波形的比较图。比较两个电机的电磁推力脉动，可以看出本实施例产品的电磁推力脉动较小。

图4是根据本实用新型一实施例6/13极双边永磁直线磁通切换电机(柱体1)和相同结构传统的6/13极双边永磁直线磁通切换电机(柱体2)在额定电流下电磁推力平均值大小的比较图。可以看出本实施例产品的电磁推力平均值和传统结构基本相同。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的一种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。