高推力密度的雙激勵模塊化往復式永磁直線電機的制作方法

本發(fā)明涉及一種高推力密度的雙激勵模塊化往復式永磁直線電機。

背景技術：

往復式永磁直線電機，通常包括機座以及設置在機座上的動力機構，所述動力機構包括內定子、具有繞組線圈的外定子、動子、機軸以及彈簧，所述內定子和所述外定子相互分離以在所述內定子和所述外定子之間具有氣隙，所述動子在所述內定子和所述外定子之間設置磁環(huán)，以執(zhí)行往復運動，所述機軸與所述動子呈聯動設置，所述彈簧彈性的支撐機軸。然而現有的往復式永磁直線電機，其通常只采用同層并列排布的雙外定子結構或只有外定子設置繞組線圈進行單激勵的雙定子結構，其存在推力密度低，空間利用率低的缺點，并且大部分只能單方向做功，不利于節(jié)能環(huán)保。

技術實現要素：

針對現有技術存在的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種結構簡單、節(jié)能環(huán)保的高推力密度的雙激勵模塊化往復式永磁直線電機。

為實現上述目的，本發(fā)明提供了如下技術方案：一種高推力密度的雙激勵模塊化往復式永磁直線電機，包括機座以及設置在機座上的動力機構，所述動力機構包括內定子、具有繞組線圈的外定子、動子、機軸以及彈簧，所述內定子和所述外定子相互分離以在所述內定子和所述外定子之間具有氣隙，所述動子在所述內定子和所述外定子之間設置磁環(huán)，以執(zhí)行往復運動，所述機軸與所述動子呈聯動設置，所述彈簧彈性的支撐機軸，所述內定子內也具有繞組線圈。

通過采用本發(fā)明技術方案，內定子繞組線圈通電狀態(tài)下產生的磁場通量與外定子繞組線圈產生磁場及磁環(huán)磁場之間相互作用，構成磁力線閉合回路，增強電機有效磁場，從而有效提高了推力密度。

本發(fā)明進一步設置：所述內定子包括呈分體設置的齒部與軛部，所述繞組線圈繞設在所述齒部。

通過采用本發(fā)明技術方案，加工時能夠更加方便的對繞組線圈進行繞制。

本發(fā)明進一步設置：所述內定子齒部中心位置由非導磁材料構成的支撐件隔開適當的氣隙長度。

通過采用本發(fā)明技術方案，以便引導磁力線分別通過內外定子和磁環(huán)，構成有效磁場閉合回路，能夠使得內定子的磁路與外定子對稱。

本發(fā)明進一步設置：所述齒部與軛部均由硅鋼片沿圓周切向排布成輻射狀，齒部硅鋼片的疊壓密度大于軛部硅鋼片的疊壓密度。

通過采用本發(fā)明技術方案，使得直接面對動子的內定子齒部硅鋼片能夠盡量多的接收氣隙磁場導通來的磁力線，增大了導磁面積。

本發(fā)明進一步設置：所述磁環(huán)為一體的環(huán)狀結構，其外表面為同一極性面向外定子，內表面為另一極性面向內定子。

通過采用本發(fā)明技術方案，使得磁環(huán)的磁通呈徑向充磁的輻射，保證了氣隙磁場強度均勻無間斷，進一步提高了推力密度。

本發(fā)明進一步設置：所述動力機構包括所述第一動力機構，所述第一動力機構包括具有繞組線圈的第一內定子與第一外定子、第一動子、第一機軸以及第一彈簧，所述第一內定子和所述第一外定子相互分離以在所述第一內定子和所述第一外定子之間具有氣隙，所述第一動子在所述第一內定子和所述第一外定子之間設置磁環(huán)，以執(zhí)行往復運動；所述動力機構還包括第二機軸以及第二彈簧，所述第一機軸與第二機軸分別可移動插設在所述機座內，所述第一機軸與第二機軸呈同軸并聯動設置，所述第一機軸與所述第一動子呈聯動設置，所述第一彈簧與第二彈簧分別彈性的支撐第一機軸與第二機軸。

通過采用本發(fā)明技術方案，通過第一機軸與第二機軸正反移動同時做功，從而提高了工作效率，更加節(jié)能環(huán)保。

本發(fā)明進一步設置：所述動力機構還包括所述第二動力機構，所述第二動力機構包括具有繞組線圈的第二內定子與第二外定子以及第二動子，所述第二內定子和所述第二外定子相互分離以在所述第二內定子和所述第二外定子之間具有氣隙，所述第二動子設置在所述第二內定子和所述第二外定子之間，以執(zhí)行往復運動，所述第二機軸與所述第二動子呈聯動設置。

通過采用本發(fā)明技術方案，電機的動力機構采用模塊化設計使其設計、生產周期和成本等方面都明顯優(yōu)于傳統電機的設計和加工。有效的模塊設計，有利于工裝工藝的規(guī)范化編制和提高生產過程中所需工裝模具的利用率。模塊化的設計可以直接針對不同功率和推力要求的應用場合，改裝方便。本發(fā)明技術方案動力機構可采用1~n級模塊化，多級化的設計也保證了多級電機具有容錯特性，即當其中一級的繞組損壞或其他部件發(fā)生故障，相互獨立的其他級不受影響，依然正常運行，保證了其在不間斷工作需求下的應用。并且，與現有技術相較，在推力相當的情況下，通過模塊化軸向加長，大大減小了電機的直徑。

本發(fā)明進一步設置：所述第一機軸與第二機軸的相對端分別設置有法蘭，所述第一動子與第二動子分別呈一端開口的圓筒狀設置，第一動子與第二動子均分別包括底壁與側壁，所述底壁設置有中部通孔，所述第一動子與第二動子的底壁分別夾設在第一機軸與第二機軸的法蘭之間并通過連接件固定。

通過采用本發(fā)明技術方案，結構簡單、運行更加穩(wěn)定。

本發(fā)明進一步設置：所述第一彈簧與第二彈簧分別套設在所述第一機軸與第二機軸外側，并且第一彈簧與第二彈簧的一端分別跟第一機軸與第二機軸的法蘭相抵設置，第一彈簧與第二彈簧的另一端分別跟機座相抵設置。

通過采用本發(fā)明技術方案，結構簡單、運行更加穩(wěn)定。

本發(fā)明進一步設置：還包括用于安裝第一外定子與第二外定子的第一定子座與第二定子座，所述第一機軸與第二機軸之間設置有擋板，所述第一彈簧與第二彈簧分別設置有若干組，所述第一彈簧與第二彈簧的一端分別跟所述擋板相抵設置，第一彈簧與第二彈簧的另一端分別跟第一定子座與第二定子座相抵設置。

通過采用本發(fā)明技術方案，結構簡單、運行更加穩(wěn)定。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例一結構剖視圖；

圖2為本發(fā)明實施例二結構剖視圖；

圖3為本發(fā)明實施例三結構剖視圖；

圖4為本發(fā)明實施例四結構剖視圖；

圖5為本發(fā)明實施例五結構剖視圖；

圖6為本發(fā)明實施例六結構剖視圖；

圖7為本發(fā)明實施例七結構剖視圖；

圖8為本發(fā)明實施例八結構剖視圖；

圖9為本發(fā)明的動子實施例結構剖視圖。

具體實施方式

參見附圖1-附圖9，本發(fā)明公開的高推力密度的雙激勵模塊化往復式永磁直線電機，包括機座1以及設置在機座1上的動力機構，所述動力機構包括內定子2、具有繞組線圈8的外定子3、動子4、機軸5以及彈簧6，優(yōu)選的，機軸5與機座1之間還設置有直線軸承7，所述內定子2和所述外定子3相互分離以在所述內定子2和所述外定子3之間具有氣隙，所述動子4在所述內定子3和所述外定子4之間設置磁環(huán)9，以執(zhí)行往復運動，所述機軸5與所述動子4呈聯動設置，所述彈簧6彈性的支撐機軸5，所述內定子2內也具有繞組線圈8。通過采用本發(fā)明技術方案，內定子2繞組線圈8通電狀態(tài)下產生的磁場通量與外定子3繞組線圈8產生磁場及磁環(huán)磁場之間相互作用，構成磁力線閉合回路，增強電機有效磁場，從而有效提高了推力密度。優(yōu)選的內外定子繞組線圈規(guī)格一致，可串聯連接，由同一電源和控制器控制。內外定子繞組線圈電流大小一致，根據動子運行位置同時進行換相，通電方向保證磁通量回路處于增強狀態(tài)，以控制動子做往復直線運動。

本發(fā)明進一步設置：所述內定子2包括呈分體設置的齒部21與軛部22，所述繞組線圈8繞設在所述齒部21。通過采用本發(fā)明技術方案，加工時能夠更加方便的對繞組線圈進行繞制。

本發(fā)明進一步設置：所述內定子2齒部21中心位置由非導磁材料構成的支撐件23隔開適當的氣隙長度。通過采用本發(fā)明技術方案，能夠使得內定子2的磁路與外定子3對稱。

本發(fā)明進一步設置：所述齒部21與軛部22均由硅鋼片沿圓周切向排布成輻射狀，齒部21硅鋼片的疊壓密度大于軛部22硅鋼片的疊壓密度。通過采用本發(fā)明技術方案，使得直接面對動子3的內定子2齒部21硅鋼片能夠盡量多的接收氣隙磁場導通來的磁力線，增大了導磁面積。

本發(fā)明進一步設置：所述磁環(huán)9為一體的環(huán)狀結構，其外表面為同一極性面向外定子，內表面為另一極性面向內定子。通過采用本發(fā)明技術方案，使得磁環(huán)的磁通呈徑向充磁的輻射，進一步提高了推力密度。

本發(fā)明進一步設置：所述動力機構包括所述第一動力機構，所述第一動力機構包括第一內定子201、具有繞組線圈8的第一外定子301、第一動子401、第一機軸501以及第一彈簧601，所述第一內定子201和所述第一外定子301相互分離以在所述第一內定子201和所述第一外定子301之間具有氣隙，所述第一動子401在所述第一內定子201和所述第一外定子301之間設置磁環(huán)9，以執(zhí)行往復運動；所述動力機構還包括第二機軸502以及第二彈簧602，所述第一機軸501與第二機軸502分別可移動插設在所述機座1內，所述第一機軸501與第二機軸502呈同軸并聯動設置，所述第一機軸501與所述第一動子401呈聯動設置，所述第一彈簧601與第二彈簧602分別彈性的支撐第一機軸501與第二機軸502。通過采用本發(fā)明技術方案，通過第一機軸501與第二機軸502正反移動同時做功，從而提高了工作效率，更加節(jié)能環(huán)保。

本發(fā)明技術方案動力機構可采用一級（參見附圖1、附圖2）或多級（參見附圖2-附圖8）模塊化，本發(fā)明進一步設置：所述動力機構還包括所述第二動力機構，所述第二動力機構包括第二內定子202、具有繞組線圈8的第二外定子302以及第二動子402，所述第二內定子202和所述第二外定子302相互分離以在所述第二內定子202和所述第二外定子302之間具有氣隙，所述第二動子402設置在所述第二內定子202和所述第二外定子302之間，以執(zhí)行往復運動，所述第二機軸502與所述第二動子402呈聯動設置。通過采用本發(fā)明技術方案，電機的動力機構采用模塊化設計使其設計、生產周期和成本等方面都明顯優(yōu)于傳統電機的設計和加工。有效的模塊設計，有利于工裝工藝的規(guī)范化編制和提高生產過程中所需工裝模具的利用率。模塊化的設計可以直接針對不同功率和推力要求的應用場合，改裝方便。本發(fā)明技術方案動力機構可采用1~n級模塊化，多級化的設計也保證了多級電機具有容錯特性，即當其中一級的繞組損壞或其他部件發(fā)生故障，相互獨立的其他級不受影響，依然正常運行，保證了其在不間斷工作需求下的應用。并且，與現有技術相較，在推力相當的情況下，通過模塊化軸向加長，大大減小了電機的直徑。

本發(fā)明可進一步設置：所述第一機軸501與第二機軸502的相對端分別設置有法蘭，所述第一動子401與第二動子402分別呈一端開口的圓筒狀設置，第一動子401與第二動子402均分別包括底壁41與側壁42，所述底壁41設置有中部通孔43，所述第一動子401與第二動子402的底壁41分別夾設在第一機軸501與第二機軸502的法蘭之間并通過連接件固定。通過采用本發(fā)明技術方案，結構簡單、運行更加穩(wěn)定。

本發(fā)明可進一步設置：所述第一彈簧601與第二彈簧602分別套設在所述第一機軸501與第二機軸502外側，并且第一彈簧601與第二彈簧602的一端分別跟第一機軸501與第二機軸502的法蘭相抵設置，第一彈簧601與第二彈簧602的另一端分別跟機座1相抵設置。通過采用本發(fā)明技術方案，結構簡單、運行更加穩(wěn)定。

本發(fā)明也可進一步設置：還包括用于安裝第一外定子301與第二外定子302的第一定子座與第二定子座，所述第一機軸501與第二機軸502之間設置有擋板，所述第一彈簧601與第二彈簧602分別設置有若干組，所述第一彈簧601與第二彈簧602的一端分別跟所述擋板相抵設置，第一彈簧601與第二彈簧602的另一端分別跟第一定子座與第二定子座相抵設置。通過采用本發(fā)明技術方案，結構簡單、運行更加穩(wěn)定。

參見附圖1-8，需要說明的是，本發(fā)明技術方案機軸可以采用一體或分體設置，機軸、彈簧可以采用多種不同方式進行安裝，而不僅限于附圖1-8中方式。