无刷的高速往复电机的制作方法

1.本实用新型属于电机领域，涉及直线往复电机，尤其涉及一种无刷的高速往复电机。


背景技术：

2.往复结构，主要用在如直线切割锯等应用环境，常规的往复结构运用旋转电机和摇臂，然后通过滑块转换为直线运动。将使得电机的传输功率下降，能耗增加。如专利公开号cn210880024u一种往复锯功能头。
3.在专利公告号cn1067141a中，公开了一种永磁式直线往复电机。通过外磁吸单元形式逐一驱动使动子连同电机轴往复的直线运动。
4.缺点在于，如果动子的行程大则外磁吸单元会很多，或者外磁吸单元需要做的很长，在现有材料不断上涨的环境下极大的加剧了生产成本。


技术实现要素：

5.本实用新型针对现有的上述问题，提供一种合理布局外磁吸单元的无刷的高速往复电机。
6.本实用新型的目的可通过下列技术方案来实现：无刷的高速往复电机，包括电机壳和两侧的侧盖，以及设在电机壳内的线圈一单元、线圈二单元和线圈三单元；
7.电机轴穿过两侧盖，电机轴与一个永磁体动子固连，永磁体动子位于线圈一单元、线圈二单元和线圈三单元的范围内移动；
8.线圈二单元设于线圈一单元和线圈三单元之间，所述线圈一单元、线圈二单元、线圈三单元和永磁体动子的磁极以轴向分布；
9.其特征在于，所述线圈一单元、线圈二单元、线圈三单元通过变向的输入电流方向而改变磁极，所述线圈一单元与线圈二单元磁极方向相反，所述线圈二单元与线圈三单元磁极方向相同，所述线圈二单元与线圈三单元之间设有一段间距用于增加永磁体动子的行程。
10.所述线圈一单元、线圈二单元和线圈三单元同时通电产生磁场，所述线圈一单元、线圈二单元和线圈三单元同时变向磁场。
11.所述线圈一单元和线圈二单元之间设有一段轴向的间距，所述线圈二单元靠着着线圈三单元。
12.所述永磁体动子轴向运动时，永磁体动子至少有局部位于线圈二单元范围内。
13.所述线圈一单元和线圈三单元的内径小于永磁体动子最大的尺寸，所述电机壳内设有两个橡胶垫，永磁体动子的两端设有缓冲垫，当永磁体动子往复运动时，缓冲垫撞击到橡胶垫上。
14.所述电机轴上设有花键，永磁体动子上设有花键槽，通过花键将电机轴和永磁体动子固定。
15.所述线圈一单元、线圈二单元和线圈三单元经串联或并联后从电机壳内侧的线槽引到电机壳外端。
16.所述永磁体动子始终在线圈二单元的范围内。
17.与现有技术相比，本实用新型优化了多个作为磁性驱动的线圈的排布。线圈一单元、线圈二单元、线圈三单元和永磁体动子的磁极以轴向分布，尤其是线圈一单元与线圈二单元磁极方向相反，线圈二单元与线圈三单元磁极方向相同。
18.线圈一单元与线圈二单元具有反向磁，其一端相靠其内圈具有聚磁的效应，加强了磁吸力。线圈二单元与线圈三单元是同向磁，如果一端相靠则加强的是侧面磁场力，而不是内圈磁场力，因此将线圈二单元和线圈三单元保持间距，同时线圈二单元和线圈三单元的间距可以加大永磁体动子和电机轴作为动子的行程。
附图说明
19.图1为本实用新型的动子起始示意图。
20.图2为本实用新型的动子运动示意图。
21.图3为本实用新型的磁极分布示意图。
22.图4为本实用新型的动子运动过程中磁极分布示意图。
23.图5为本实用新型的动子运动过程中改变电流和磁极的示意图。
24.图6为本实用新型的聚磁及线圈二单元和线圈三单元间距磁场示意图。
25.图7为本实用新型的线圈二单元和线圈三单元贴靠时的磁场示意图。
26.图中，1电机壳 2侧盖 3引脚 4线圈一单元 5线圈二单元 6电机轴 7线圈三单元 8橡胶垫 9花键 10缓冲垫 11永磁体动子 12间距。
具体实施方式
27.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本实用新型中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
28.本实用新型的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的实施例能够以除了在这里图示或描述的内容以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。
29.图1所示，本实用新型中是一种不旋转的无刷直线往复电机，包括电机壳1、侧盖、定子和动子。
30.图1-图2所示，在电机壳1的轴向端部设有侧盖2，电机壳1内设有放置定子的位置槽。定子包括线圈一单元4、线圈二单元5和线圈三单元7，线圈一单元4、线圈二单元5和线圈三单元7为柱状环绕，通电后磁极以轴向两端分布。
31.或者线圈一单元4由若干线圈串联的连接；线圈二单元5由若干线圈串联的连接；线圈三单元75由若干线圈串联的连接。
32.线圈一单元4、线圈二单元5和线圈三单元7固定在电机壳1内的位置槽中，线圈一
单元4、线圈二单元5和线圈三单元7经串联或并联后从电机壳1内侧的线槽引到电机外。
33.可以引到电机壳1的侧盖2上，侧盖2上设有引脚3。
34.图1所示，上述线圈二单元5设于线圈一单元4和线圈三单元7之间，线圈二单元5靠着线圈一单元4，线圈二单元5远离线圈三单元7，即线圈二单元5和线圈三单元7之间具有间距12。线圈一单元4与线圈二单元5磁极方向始终相反，线圈二单元5与线圈三单元7磁极方向始终相同。以上由电流控制磁极。
35.图3所示，上述线圈一单元4、线圈二单元5、线圈三单元7通过变向的输入电流方向而改变磁极，线圈一单元4、线圈二单元5和线圈三单元7同时通电i产生磁场，采用脉冲的变化电流控制，使线圈一单元4、线圈二单元5和线圈三单元7同时变向磁场。
36.上述动子包括电机轴6和套在电机轴6上的永磁体动子11。永磁体动子11的磁极分布在轴向上，永磁体动子11的磁极为固定的方向。电机轴6上设有限位件，限位件包括电机轴6上设有花键9，永磁体动子11上设有花键槽，通过花键9将电机轴6和永磁体动子11挤压固定。
37.电机轴6贯穿永磁体动子11，电机轴6也同时贯穿电机壳1。
38.线圈通过电生磁，动子的永磁体动子11被线圈一单元4、线圈二单元5和线圈三单元7驱动，线圈一单元4、线圈二单元5和线圈三单元7磁场方向会变化，因此动子会轴向往复的运动。
39.具体的说，永磁体动子11位于线圈二单元5内，线圈一单元4和线圈三单元7的内径小于永磁体动子11最大外缘直径。线圈一单元4和线圈二单元5磁极方向相反，线圈一单元4和线圈二单元5面对面的一段具有磁场的排斥，这种排斥会加强磁场力，这种效果叫做聚磁。图6所示聚磁会增强线圈一单元4和线圈二单元5内圈的磁场力。
40.相反的，线圈二单元5和线圈三单元7磁极方向相同，线圈二单元5和线圈三单元7相吸会减小内圈的磁场，图7所示，线圈二单元5和线圈三单元7贴靠会增加侧面的磁场，该磁场力无用还会减弱内圈磁场。具体见图6和图7的磁场线排布，因此需要将线圈二单元5和线圈三单元7拉开，形成间距12。
41.如图3，预备开始时，线圈一单元4和线圈二单元5的相对面位置为加强的聚磁位置，线圈一单元4、线圈二单元5和永磁体动子11的n极聚集在一起，可以产生极大的推送磁力，使永磁体动子11快速的靠近线圈三单元7，线圈三单元7对永磁体动子11吸附拉动。图2、图4所示为半个行程结束。
42.另外半个行程开始时，交变电流换个方向，线圈一单元4和线圈二单元5的聚集在一起产生聚磁效应，产生更大的吸附力，使永磁体动子11快速的到起始端位置。
43.在这个过程中，永磁体动子11始终在线圈二单元5的范围内。原因在于，当永磁体动子11脱离线圈二单元5则永磁体动子11和线圈二单元5会产生排斥力，可能会减缓永磁体动子11移动的速度，具体如图5所示，脱离后线圈二单元5n极对永磁体动子11的n级会有排斥，现图5为正常的状态。
44.同时，相比于各个线圈贴靠在一起，在同一线圈组数下线圈二单元5和线圈三单元7的间距12能加大动子的行程。减少线圈材料，也能减少生产成本。
45.电机壳1的两侧设有橡胶垫8，橡胶垫8固定在侧盖2上。永磁体动子11的两端固定的设有缓冲垫10。当永磁体动子11直线且不旋转的往复运动时，缓冲垫10撞击到橡胶垫8
上，使永磁体动子11与线圈一单元4或线圈三单元7减缓碰撞或不碰撞。
46.本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。