一种直线往复运动圆筒式磁悬浮电机的制作方法

本实用新型属于电机制造技术领域，涉及一种电机，具体的说是涉及一种既可以实现旋转又可以实现直线往复运动的磁悬浮电机。

背景技术：

在现有的技术领域中，为了实现旋转—直线运动往往要通过旋转电机和其他的一些往复机构，且存在结构复杂，效率不高，占用空间较大等不足之处。

技术实现要素：

本实用新型的目的是针对现有技术中存在的不足，提出一种直线往复运动圆筒式磁悬浮电机，既可实现旋转运动，又可实现直线往复运动，可简化整体装置的总体结构，进一步提高工作效率。

本实用新型的技术方案是：一种直线往复运动圆筒式磁悬浮电机，包括转子轴；其特征在于：所述转子轴由两段轴连接构成，所述转子轴中部设有由直线转子硅钢片、隔磁片、永久磁环和直线转子线圈连接构成的直线转子，所述直线转子的外部设有中间外壳，所述中间外壳的内壁上连接设有直线定子，所述直线定子由绕组线圈、圆环硅钢片、具有极靴硅钢片压制构成；所述直线转子左侧和右侧的转子轴上设有由磁悬浮转子硅钢片和转子导条连接构成的磁悬浮转子，所述磁悬浮转子的一端设有固定卡环，所述磁悬浮转子的另一端设有传感器检测板，所述磁悬浮转子的外侧分别设有左侧外壳和右侧外壳，所述左侧外壳和右侧外壳的内壁上均设有磁悬浮定子，所述中间外壳通过螺钉与左侧外壳、右侧外壳连接固定，所述左侧外壳、右侧外壳与转子轴之间均设有轴承，所述左侧外壳的外端面上设有电机后盖，所述电机后盖上设有顶针，所述右侧外壳的外端面上设有轴承端盖，所述左侧外壳的内端面、右侧外壳的内端面上均设有传感器支架，所述传感器支架上均设有三个径向传感器和一个轴向传感器，所述转子轴上还设有相位超前滞后电路板。

所述转子轴上的磁悬浮转子以直线转子为对称轴呈左右对称设置。

所述磁悬浮转子采用鼠笼式结构，磁悬浮转子硅钢片与传感器检测板接触，磁悬浮转子硅钢片通过固定卡环固定。

所述转子轴为两段轴结构，两轴之间通过花键连接。

所述直线定子采用径向绕线式结构。

所述转子轴上设有凹槽，相位超前滞后电路板通过螺钉安装在凹槽中。

所述磁悬浮定子与左侧外壳端面之间通过第四套筒限位固定，磁悬浮定子与直线定子之间分别通过第一套筒和第三套筒限位固定，磁悬浮定子与右侧外壳端面之间通过第二套筒限位固定。

所述径向传感器呈120°均布安装，轴向传感器与传感器检测板形成垂直轴向安装。

所述顶针安装在电机后盖的中心，防止转子轴对电机后盖形成摩擦碰撞损害。

本实用新型的有益效果为：本实用新型提供的一种直线往复运动圆筒式磁悬浮电机，整体结构分为两部分，呈左右对称结构，中间提供行直线往复运动的直线电机部分,两端为转矩以及悬浮的磁悬浮电机部分，在左右两端各安装有三个径向传感器和一个轴向传感器，在磁悬浮电机部分靠近端盖处安装传感器检测板与转子硅钢片接触；直线往复电机部分转子嵌套隔磁圆环，硅钢片，永久磁环，并饶有线圈，定子绕线方式径向绕线，可产生行波磁场，电机转子轴安装有相位超前滞后电路板。本实用新型电机可以实现直线旋转两种运动形式，简化了之前为实现此运动形式的复杂结构，采用了磁悬浮电机原理以及电磁波原理，可实现转子轴的高转速直线往复运动。

附图说明

图1 为本实用新型整体结构示意图。

图2 为本实用新型中直线定子结构示意图。

图3 为本实用新型中直线转子运动原理示意图。

图4 为本实用新型实现往复运动的原理示意图。

图中：左侧外壳1、磁悬浮定子2、相位超前滞后电路板3、第一套筒4、液螺钉5、中间外壳6、直线定子7、绕组线圈7-1、圆环硅钢片7-2、具有极靴硅钢片7-3、右侧外壳8、转子导条9、磁悬浮转子硅钢片10、传感器检测板11、轴承端盖12、轴承13、径向传感器14、第二套筒15、固定卡环16、第三套筒17、永久磁环18、直线转子硅钢片19、隔磁片20、直线转子线圈21、第四套筒22、传感器支架23、顶针24、转子轴25、轴向传感器26、电机后盖27。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明：

如图1-4所示，一种直线往复运动圆筒式磁悬浮电机，包括转子轴25，转子轴25由两段轴连接构成，转子轴25中部设有由直线转子硅钢片19、隔磁片20、永久磁环18和直线转子线圈21连接构成的直线转子，直线转子的外部设有中间外壳6，中间外壳6的内壁上连接设有直线定子7，直线转子左侧和右侧的转子轴25上设有由磁悬浮转子硅钢片10和转子导条9连接构成的磁悬浮转子，磁悬浮转子的一端设有固定卡环16，磁悬浮转子的另一端设有传感器检测板11，磁悬浮转子的外侧分别设有左侧外壳1和右侧外壳8，左侧外壳1和右侧外壳8的内壁上均设有磁悬浮定子2，中间外壳6通过螺钉5与左侧外壳1、右侧外壳8连接固定，左侧外壳1、右侧外壳8与转子轴25之间均设有轴承13，左侧外壳1的外端面上设有电机后盖27，电机后盖27上设有顶针24，右侧外壳8的外端面上设有轴承端盖12，左侧外壳1的内端面、右侧外壳8的内端面上均设有传感器支架23，传感器支架23上均设有三个径向传感器14和一个轴向传感器26，转子轴25上还设有相位超前滞后电路板3。

如图1-4所示，一种直线往复运动圆筒式磁悬浮电机，转子轴25上的磁悬浮转子以直线转子为对称轴呈左右对称设置；磁悬浮转子采用鼠笼式结构，磁悬浮转子硅钢片10与传感器检测板11接触，磁悬浮转子硅钢片10通过固定卡环16固定；转子轴25为两段轴结构，两轴之间通过花键连接；直线定子7采用径向绕线式结构；转子轴25上设有凹槽，相位超前滞后电路板通过螺钉安装在凹槽中；磁悬浮定子2与左侧外壳1端面之间通过第四套筒22限位固定，磁悬浮定子2与直线定子7之间分别通过第一套筒4和第三套筒17限位固定，磁悬浮定子2与右侧外壳8端面之间通过第二套筒15限位固定。径向传感器14呈120°均布安装，轴向传感器26与传感器检测板11形成垂直轴向安装。顶针24安装在电机后盖27的中心，防止转子轴25对电机后盖27形成摩擦碰撞损害。

如图1-4所示，一种直线往复运动圆筒式磁悬浮电机的工作原理如下：当电机通电后，磁悬浮定子线圈产生旋转磁场，并相对应地转子轴部分产生感应电流，并进行旋转运动，传感器可以检测到转子轴的位姿，并通过控制磁悬浮电机部分的定子中另一套绕组进行控制，实现转子轴的稳定旋转；直线电机部分定子线圈产生行波磁场，与相对应地转子轴部分中的永久磁铁产生磁拉力，促使转子轴进行轴向运动；直线电机部分中的线圈通过相位超前滞后电路板与磁悬浮电机转子导条连接，随着转子轴的运动，线圈将会靠近直线电机的定子部分，线圈产生的磁场与直线电机定子中产生的行波磁场具有相斥性，进而会促使直线电机部分定子与转子永磁体的磁场分布产生一定磁斥力，时滞永磁体产生磁场的轴向运动，促使转子轴进行反方向位移，当转子轴向另一端进行运动时，产生相同的情况，从而可以实现电机的往复直线运动。这样就无需通过改变电枢绕组中的相序直接实现往复直线旋转运动。