一种磁通切换型横向磁通永磁直线电机的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种电机，尤其涉及一种磁通切换型横向磁通永磁直线电机。
【背景技术】
[0002]直线直驱运动系统省去了复杂的机械转换装置，系统结构简单、运行可靠，响应速度快和控制精度高，在航空、航天、航海等军事工业及民用工业领域有着广泛的需求和应用，如电磁弹射系统、电力作动系统、交通运输系统等。随着现代先进设备的发展，这些领域对直线直驱运动系统提出了越来越高的要求，包括高力密度、高可靠性、强容错性等。而作为直线直驱运动系统中的核心部件，直线电机一直以来都是直线直驱运动系统的首选电驱动方案，也是解决上述问题的有效手段。传统的横向磁通永磁直线电机中，永磁体用量较大，漏磁现象严重，散热效果较差，为此，需要开发一种性能更高的横向磁通永磁直线电机。
【发明内容】
[0003]本发明所要解决的技术问题是提供一种磁通切换型横向磁通永磁直线电机，解决了传统横向磁通永磁直线电机中，永磁体用量较大，漏磁现象严重，散热效果较差的缺陷，结构简单，易于安装，可靠性较高。
[0004]本发明解决上述技术问题的技术方案如下:一种磁通切换型横向磁通永磁直线电机，包括两个定子和至少一个动子，所述动子的两端分别置于所述两个定子内。所述定子呈C型，且所述定子内壁三面均设有多个条形齿。
[0005]所述动子包括连接板，所述连接板的两端分别设有三个凸极结构，每个所述凸级结构包括两个U型齿和两个L型齿，所述两个U型齿间隔设置，所述两个L型齿分别设置在两个所述U型齿相对的一侧，且两个所述L型齿与其相邻的所述U型齿相对设置，所述L型齿与所述U型齿之间以及所述两个U型齿之间分别设有永磁体，每个所述永磁体及其两侧的单边U型齿和/或L型齿通过电枢绕组环绕。
[0006]本发明的有益效果是:本发明所述的一种磁通切换型横向磁通永磁直线电机，与传统横向磁通永磁直线电机相比，大大地减少了永磁体的用量，而且永磁体切向充磁嵌在动子铁心里，永磁体聚磁、散热效果较好，同时具备了横向磁通永磁直线电机和磁通切换型永磁直线电机的优点:
[0007](I)通过合理设计磁路结构和参数，可以实现较高的力密度；
[0008](2)初级、次级空间利用率较高；
[0009](3)容错能力较强，运行可靠性高；
[0010](4)定位力和波动力小，控制特性灵活；
[0011](5)结构简单易于加工；
[0012](6)电枢磁路与永磁磁路相并联，弱磁扩速能力强，在提高功率因数方面优势较大。
[0013]本发明所述的一种磁通切换型横向磁通永磁直线电机，可用于对系统的可靠运行有较高要求的领域，特别是对系统体积及连续运行有严格要求的航空航天、军事装备等应用场合。
[0014]在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
[0015]进一步:所述两个定子对称设置在所述动子的两端。
[0016]进一步:所述连接板每一端的三个凸级结构，其中一个凸级结构沿着所述连接板轴向设置在端部的端面，另外两个凸级结构沿着所述连接板轴向相对设置在端部上。
[0017]进一步:所述永磁体平行充磁且相邻的两个永磁体极性相反。
[0018]进一步:所述U型齿的高度等于所述L型齿的高度，且大于所述永磁体的高度。
[0019]进一步:每个所述L型齿的顶端分别设有倒角，每个所述U型齿的两端顶部分别设有倒角，所述L型齿和U型齿之间以及所述两个U型齿之间通过所述倒角分别依次形成凹
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[0020]进一步:所述L型齿和U型齿之间的凹口宽度小于每个所述U型齿的两端之间的凹口宽度。
[0021]进一步:每个所述定子内壁三面上的多个条形齿分别与所述连接板一端的三个凸级结构中L型齿和/或U型齿之间形成的凹口相匹配设置。
[0022]进一步:每个所述凸级结构中的相对应位置的电枢绕组彼此串联连接。
[0023]进一步:所述连接板由导磁材料或非导磁材料组成。
【附图说明】
[0024]图1为本发明的一种磁通切换型横向磁通永磁直线电机结构示意图；
[0025]图2为本发明的一种磁通切换型横向磁通永磁直线电机中单个定子结构示意图；
[0026]图3为本发明的一种磁通切换型横向磁通永磁直线电机中单个动子结构示意图；
[0027]图4为本发明的一种磁通切换型横向磁通永磁直线电机中磁力线走向示意图。
[0028]附图中，各标号所代表的部件列表如下:
[0029]1、定子，2、动子；
[0030]21、连接板，22、凸极结构；
[0031]221、U型齿，222、L型齿，223、永磁体，224、电枢绕组。
【具体实施方式】
[0032]以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
[0033]如图1所示，一种磁通切换型横向磁通永磁直线电机，包括两个定子I和至少一个动子2，所述动子2的两端分别置于所述两个定子I内。本实施例中，所述两个定子I对称设置在所述动子2的两端。图中示意性的画出了两个定子I和一个动子2，当然动子2的个数不限于此，可以根据实际情况增加。比如，当需要一路三相电机时，我们可以在图中与所示动子2平行的位置增加两个动子，即可实现三相电机提供动力。
[0034]如图2所示，所述定子I呈C型，且所述定子I内壁三面均设有多个条形齿。需要注意的是，本实施例中，所述定子I仅有导磁材料组成，与传统的方式相比，既无永磁体也无绕组，结构简单，成本较低。
[0035]如图3所示，所述动子2包括连接板21，所述连接板21的两端分别设有三个凸极结构22，每个所述凸级结构22包括两个U型齿221和两个L型齿222，所述两个U型齿221间隔设置，所述两个L型齿222分别设置在两个所述U型齿221相对的一侧，且两个所述L型齿222与其相邻的所述U型齿221相对设置，所述L型齿222与所述U型齿221之间以及所述两个U型齿221之间分别设有永磁体223，每个所述永磁体223及其两侧的单边U型齿221和/或L型齿222通过电枢绕组224环绕。
[0036]其中，所述连接板21每一端的三个凸级结构22，其中一个凸级结构22沿着所述连接板21轴向设置在端部的端面，另外两个凸级结构22沿着所述连接板21轴向相对设置在端部上。
[0037]所述U型齿采用硅钢片叠制，可以有效的减少电机的漏磁通，增强磁通率。
[0038]本实施例中，所述永磁体223平行充磁且相邻的两个永磁体223极性相反。
[0039]优选地，所述U型齿221的高度等于所述L型齿222的高度，且大于所述永磁体223的高度。
[0040]需要注意的是，每个所述L型齿222的顶端分别设有倒角，每个所述U型齿221的两端顶部分别设有倒角，所述L型齿222和U型齿221之间以及所述两个U型齿221之间通过所述倒角分别依次形成凹口。
[0041]优选地，每个所述永磁体223的宽度可以根据实际情况调整。需要指出的是，当永磁体223宽度变换时U型齿221两端之间的凹口宽度始终大于所述L型齿222和U型齿221之间的凹口宽度，从而避免U型齿221中部磁通密度较饱和时U型齿2