一种电磁压电混合驱动永磁直线同步电机

本发明涉及直线电机，尤其涉及一种电磁压电混合驱动永磁直线同步电机。

背景技术：

1、现阶段机械制造及科学研究不断向高速加工及精细加工发展，这就要求驱动系统既要具有较大的驱动力，又要有较高的运动精度和位移刚度。永磁直线同步电机具有结构简单、推力密度高、损耗小、可靠性高等诸多优点，在高精密数控机床、地铁、激光切割等领域得到广泛应用。压电驱动电机作为新型驱动器受到了越来越多的关注，利用压电陶瓷材料的逆压电效应，在交流电压激励下使定子产生振动，通过定动子之间的摩擦实现动子的运动。与电磁电机相比，压电电机具有结构紧凑、响应速度快、位移分辨率高、低速大转矩等优势。

2、现存的机床加工等设备多采用永磁直线同步电机，但是定位精度、位移分辨率相对较低，随着精密驱动和定位系统的发展，永磁直线同步电机逐渐不能满足高速和高分辨率驱动技术。而与传统的电磁驱动方式相比，压电驱动电机具有低速大转矩、设计灵活、结构紧凑、定位精度高、断电自锁及不受电磁干扰等优势，但是压电陶瓷驱动电机不适合连续运转场合，电机使用寿命受限。因此提出一种电磁压电混合驱动永磁直线同步电机，利用电磁驱动与压电驱动的各自优势，实现精确驱动，来满足实际需求。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是克服现有技术中存在的不足，提供一种电磁压电混合驱动永磁直线同步电机。

2、本发明是通过以下技术方案予以实现：

3、一种电磁压电混合驱动永磁直线同步电机，包括电磁驱动组件和压电驱动组件，所述电磁驱动组件包括电磁定子和电磁动子，所述压电驱动组件包括位于位于电磁动子上方的压电定子和压电动子，所述电磁动子能够带动压电定子、压电动子同时往复移动，且所述压电定子和压电动子之间能够相对往复移动。

4、根据上述技术方案，优选地，所述电磁定子包括定子铁心以及绕制在定子铁心上的电枢绕组；所述电磁动子包括相对电磁定子设置的磁背板以及排布在磁背板表面的多个永磁体。

5、根据上述技术方案，优选地，所述压电定子的端部与磁背板固定连接，所述压电动子表面固定连接有陶瓷条，所述陶瓷条与压电定子的端部相对设置，使所述压电动子在磁背板上方往复滑动。

6、根据上述技术方案，优选地，所述压电定子的端部与陶瓷条之间紧密抵接有弹簧，使电磁动子能够带动压电定子、压电动子同时移动，且压电动子能够受压电定子的作用使其与压电定子之间能够相对移动。

7、根据上述技术方案，优选地，所述压电定子的端部与弹簧的一端固定连接，所述弹簧的另一端与陶瓷条表面相抵接。

8、根据上述技术方案，优选地，所述压电动子两端垂直弯折形成弯折部，压电定子位于压电动子的两弯折部之间，所述弯折部的端部通过导轨与磁背板滑动连接。

9、本发明的有益效果是：

10、本发明结构设计科学合理，易于实现，能够发挥电磁驱动、压电驱动的各自优势，可以实现大范围驱动和小范围精细运动，定位精度高；采用压电结构，有效克服了永磁电机依靠电磁场驱动，电磁场容易受到外界干扰等问题，存在响应速度快且不受外界电磁干扰的优点，具有较高的应用推广价值。

技术特征：

1.一种电磁压电混合驱动永磁直线同步电机，其特征在于，包括电磁驱动组件和压电驱动组件，所述电磁驱动组件包括电磁定子和电磁动子，所述压电驱动组件包括位于位于电磁动子上方的压电定子(5)和压电动子(10)，所述电磁动子能够带动压电定子(5)、压电动子(10)同时往复移动，且所述压电定子(5)和压电动子(10)之间能够相对往复移动。

2.根据权利要求1所述一种电磁压电混合驱动永磁直线同步电机，其特征在于，所述电磁定子包括定子铁心(4)以及绕制在定子铁心(4)上的电枢绕组(3)。

3.根据权利要求1或2所述一种电磁压电混合驱动永磁直线同步电机，其特征在于，所述电磁动子包括相对电磁定子设置的磁背板(2)以及排布在磁背板(2)表面的多个永磁体(1)。

4.根据权利要求3所述一种电磁压电混合驱动永磁直线同步电机，其特征在于，所述压电定子(5)的端部与磁背板(2)固定连接，所述压电动子(10)表面固定连接有陶瓷条(9)，所述陶瓷条(9)与压电定子(5)的端部相对设置，使所述压电动子(10)在磁背板(2)上方往复滑动。

5.根据权利要求4所述一种电磁压电混合驱动永磁直线同步电机，其特征在于，所述压电定子(5)的端部与陶瓷条(9)之间紧密抵接有弹簧(8)，使电磁动子能够带动压电定子(5)、压电动子(10)同时移动，且压电动子(10)能够受压电定子(5)的作用使其与压电定子(5)之间能够相对移动。

6.根据权利要求5所述一种电磁压电混合驱动永磁直线同步电机，其特征在于，所述压电定子(5)的端部与弹簧(8)的一端固定连接，所述弹簧(8)的另一端与陶瓷条(9)表面相抵接。

7.根据权利要求4所述一种电磁压电混合驱动永磁直线同步电机，其特征在于，所述压电动子(10)两端垂直弯折形成弯折部，所述弯折部的端部通过导轨(7)与磁背板(2)滑动连接。

技术总结
本发明涉及一种电磁压电混合驱动永磁直线同步电机，包括电磁驱动组件和压电驱动组件，电磁驱动组件包括电磁定子和电磁动子，压电驱动组件包括位于位于电磁动子上方的压电定子和压电动子，电磁动子能够带动压电定子、压电动子同时往复移动，且压电定子和压电动子之间能够相对往复移动。本发明结构设计科学合理，易于实现，能够发挥电磁驱动、压电驱动的各自优势，可以实现大范围驱动和小范围精细运动，定位精度高；采用压电结构，有效克服了永磁电机依靠电磁场驱动，电磁场容易受到外界干扰等问题，存在响应速度快且不受外界电磁干扰的优点，具有较高的应用推广价值。

技术研发人员：朱清智,靳果,于海蒂,王记昌
受保护的技术使用者：河南工业职业技术学院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16