一种三相单定子螺旋运动永磁同步电动机。本发明专利技术涉及一种三相单定子螺旋运动永磁同步电动机。每个石墨轴套（2）的外圆周面卡接在相应的定子端板（3）的中心孔内，所述的两个定子端板（3）之间固定有机壳（4），所述的机壳（4）与所述的多个永磁体（8）之间的空间内装入定子铁心（5），所述的定子铁心（5）侧壁内沿轴向贯通加工有九个齿槽（7），所述的九个齿槽（7）沿轴向呈螺旋设置，九个齿槽（7）分成三组，每组齿槽包括三个相邻设置的齿槽，每组齿槽为一相，每个齿槽（7）的内侧壁上加工有一与定子铁心（5）内腔相通的槽口（11），所述的三相绕组（6）包括九个线圈绕组，每个齿槽（7）内随形放置一个线圈绕组。本发明专利技术用于永磁同步电动机。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种永磁同步电动机，属于特种电磁机构领域。
技术介绍
在一些特殊负载环境下，需要执行机构提供往复螺旋形式的驱动力。传统螺旋运动机构有两类：一类是采用蜗轮蜗杆、滚珠丝杠这样的机械结构，将电机的旋转运动转化为螺旋运动；另一类是将一台旋转电机与一台直线电机配合使用，机械式螺旋运动电磁机构存在径向与轴向间隙影响性能，定位精度差等缺点；多台单自由度电机组合使用则存在控制复杂、整机体积庞大等缺点。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种三相单定子螺旋运动永磁同步电动机，该电机具有长动子、短定子（长、短为相对而言）结构，定子绕组在三相对称正弦交流电作用下，产生螺旋运动磁场，与动子的永磁体产生的磁场相互作用驱动动子做往复螺旋运动。该电机具有结构紧凑、绕组结构简单、螺旋运动速度可调的优点。
上述的目的通过以下的技术方案实现：一种三相单定子螺旋运动永磁同步电动机，其组成包括：定子铁心5、两个石墨滑动轴承套1、两个石墨轴套2、两个定子端板3、机壳4、一个三相绕组6，所述动子包括导磁转轴10及多个永磁体8；所述的导磁转轴10的外圆周面上采用阵列方式固定排布有多个永磁体8，所述的导磁转轴10的外圆周面的两端分别设置有石墨滑动轴承套1，每个所述的石墨滑动轴承套1的外圆周面分别套装有石墨轴套2，每个石墨轴套2的外圆周面卡接在相应的定子端板3的中心孔内，所述的两个定子端板3之间固定有机壳4，所述的机壳4与所述的多个永磁体8之间的空间内装入定子铁心5，所述的定子铁心5侧壁内沿轴向贯通加工有九个齿槽7，所述的九个齿槽7沿轴向呈螺旋设置，九个齿槽7分成三组，每组齿槽包括三个相邻设置的齿槽，每组齿槽为一相，每个齿槽7的内侧壁上加工有一与定子铁心5内腔相通的槽口11，所述的三相绕组6包括九个线圈绕组，每个齿槽7内随形放置一个线圈绕组。
所述的一种三相单定子螺旋运动永磁同步电动机，所述的导磁转轴10与所述的定子铁心5的轴心重合。
所述的一种三相单定子螺旋运动永磁同步电动机，所述的多个永磁体8分别沿导磁转轴10的外圆周面的圆周方向以及径向方向N、S极性交替排布。
所述的一种三相单定子螺旋运动永磁同步电动机，所述的两个定子端板3的中心孔内壁上分别开有一环形槽9，每个所述的环形槽9内卡接一石墨轴套2。
所述的一种三相单定子螺旋运动永磁同步电动机，所述的石墨滑动轴承套1与所述的石墨轴套2的轴线重合。
所述的一种三相单定子螺旋运动永磁同步电动机，定子铁心5与导磁转轴10的轴线之间以及沿轴向呈螺旋设置的九个齿槽7与导磁转轴10的轴线之间均具有0°~90°夹角。
所述的一种三相单定子螺旋运动永磁同步电动机，呈螺旋设置的九个齿槽7的旋向均符合右手螺旋定则。
有益效果：1.本专利技术除具有永磁电机效率高、功率和出力密度高等优点外，还具有其他螺旋电机所不具备的结构紧凑、原理和控制相对简单等优点。
2.本专利技术通过单个定子中三相绕组的激励就能够输出螺旋运动，而其他同类动作器需要多相绕组或两套以上三相绕组的激励才能输出螺旋运动,采用单套三相绕组简化了绕组结构，降低了绕组的绝对数量，同时降低了驱动器的功率开关管数量，提升了驱动器运行效率。
3.本专利技术在输出螺旋运动时减少了绕组的欧姆损耗，具有非常明显的效率优势。
4.本专利技术采用单定子结构，结构紧凑。
5.本专利技术使用单套三相绕组，结构简单，易于控制。
6.本专利技术的定子采用螺旋状的定子齿槽及螺旋状的绕组，导磁转轴的外圆周面上采用棋盘阵列方式固定排布有多个永磁体，结构创新,采用新型永磁体棋盘阵列排布结构可同时获得轴向和周向的行波磁场，最后可共同合成螺旋运动所需的螺旋状行波磁场。
7.本专利技术在实现螺旋运动的基础上，使用不同相序的电流进行控制，可以实现往复螺旋运动。
附图说明：附图1是本专利技术的结构示意图。
附图2是本专利技术的动子永磁体排布示意图。
附图3是本专利技术的动子永磁体A-A剖视图与充磁方向示意图。
附图4是本专利技术的定子铁心的俯视图。
附图5是本专利技术的定子铁心的B-B剖视图。
附图6是本专利技术的定子铁心的局部放大示意图。
附图7是本专利技术的定子铁心的立体图。
附图8是本专利技术的线圈绕组的示意图。
附图9是本专利技术的线圈绕组的俯视图。
附图10是本专利技术的线圈绕组的立体图。
具体实施方式：实施例1一种三相单定子螺旋运动永磁同步电动机，其组成包括：定子铁心5、两个石墨滑动轴承套1、两个石墨轴套2、两个定子端板3、机壳4、一个三相绕组6，所述动子包括导磁转轴10及多个永磁体8；所述的导磁转轴10的外圆周面上采用阵列方式固定排布有多个永磁体8，所述的导磁转轴10的外圆周面的两端分别设置有石墨滑动轴承套1，每个所述的石墨滑动轴承套1的外圆周面分别套装有石墨轴套2，每个石墨轴套2的外圆周面卡接在相应的定子端板3的中心孔内，所述的两个定子端板3之间固定有机壳4，所述的机壳4与所述的多个永磁体8之间的空间内装入定子铁心5，所述的定子铁心5侧壁内沿轴向贯通加工有九个齿槽7，所述的九个齿槽7沿轴向呈螺旋设置，九个齿槽7分成三组，每组齿槽包括三个相邻设置的齿槽，每组齿槽为一相，每个齿槽7的内侧壁上加工有一与定子铁心5内腔相通的槽口11，三相绕组由槽口11放置于定子槽7中，所述的三相绕组6包括九个线圈绕组，每个齿槽7内随形放置一个线圈绕组。九个齿槽7按照顺时针方向，槽内依次为A、B、C三相绕组，每相占据连续的3个槽。
实施例2实施例1所述的一种三相单定子螺旋运动永磁同步电动机，所述的导磁转轴10与所述的定子铁心5的轴心重合。
实施例3实施例1所述的一种三相单定子螺旋运动永磁同步电动机，所述的多个永磁体8分别沿导磁转轴10的外圆周面的圆周方向以及径向方向即垂直于导磁转轴10表面上分别往外方向及往内方向的N、S极性交替排布。
实施例4实施例1所述的一种三相单定子螺旋运动永磁同步电动机，所述的两个定子端板3的中心孔内壁上分别开有一环形槽9，每个所述的环形槽9内卡接一石墨轴套2。
实施例5实施例1或4所述的一种三相单定子螺旋运动永磁同步电动机，所述的石墨滑动轴承套1与所述的石墨轴套2的轴线重合。
实施例6实施例1所述的一种三相单定子螺旋运动永磁同步电动机，定子铁心5与导磁转轴10的轴线之间以及沿轴向呈螺旋设置的九个齿槽7与导磁转轴10的轴线之间均具有0°~90°夹角。
实施例7实施例6所述的一种三相单定子螺旋运动永磁同步电动机，呈螺旋设置的九个齿槽7的旋向均符合右手螺旋定则
定子绕组中通入三相对称的正弦电流时，会产生螺旋推进的行波磁场，该磁场可以分解为圆周和轴线方向的行波磁场。动子的永磁体阵列则在圆周和轴线两个方向激发两个互相垂直分布的交变磁场。负载时定子电流产生的磁场与动子永磁体激发的磁场相互作用，同时产生圆周方向和轴线方向的电磁力，驱动动子做螺旋运动。
该电机与现有螺旋动作器的区别在于采用了螺旋状的定子齿槽和绕组结构，通过单个定子中三相绕组的激励就能够输出螺旋运动。而现有的螺旋动作器多是通过轴线或径向方向相对独立的旋转运动和直线运动的简单组合，无法仅由单个定子的激励输出螺旋运动。因此，该电机相比现有技术，其优点表现为结构紧凑、效率高、控制简单。
另外，该电机的定子铁本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种三相单定子螺旋运动永磁同步电动机，其组成包括：定子铁心（5）、两个石墨滑动轴承套（1）、两个石墨轴套（2）、两个定子端板（3）、机壳（4）、一个三相绕组（6），所述动子包括导磁转轴（10）及多个永磁体（8）；其特征是：所述的导磁转轴（10）的外圆周面上采用阵列方式固定排布有多个永磁体（8），所述的导磁转轴（10）的外圆周面的两端分别设置有石墨滑动轴承套（1），每个所述的石墨滑动轴承套（1）的外圆周面分别套装有石墨轴套（2），每个石墨轴套（2）的外圆周面卡接在相应的定子端板（3）的中心孔内，所述的两个定子端板（3）之间固定有机壳（4），所述的机壳（4）与所述的多个永磁体（8）之间的空间内装入定子铁心（5），所述的定子铁心（5）侧壁内沿轴向贯通加工有九个齿槽（7），所述的九个齿槽（7）沿轴向呈螺旋设置，九个齿槽（7）分成三组，每组齿槽包括三个相邻设置的齿槽，每组齿槽为一相，每个齿槽（7）的内侧壁上加工有一与定子铁心（5）内腔相通的槽口（11），所述的三相绕组（6）包括九个线圈绕组，每个齿槽（7）内随形放置一个线圈绕组。
【技术特征摘要】
1.一种三相单定子螺旋运动永磁同步电动机，其组成包括：定子铁心（5）、两个石墨滑动轴承套（1）、两个石墨轴套（2）、两个定子端板（3）、机壳（4）、一个三相绕组（6），所述动子包括导磁转轴（10）及多个永磁体（8）；其特征是：所述的导磁转轴（10）的外圆周面上采用阵列方式固定排布有多个永磁体（8），所述的导磁转轴（10）的外圆周面的两端分别设置有石墨滑动轴承套（1），每个所述的石墨滑动轴承套（1）的外圆周面分别套装有石墨轴套（2），每个石墨轴套（2）的外圆周面卡接在相应的定子端板（3）的中心孔内，所述的两个定子端板（3）之间固定有机壳（4），所述的机壳（4）与所述的多个永磁体（8）之间的空间内装入定子铁心（5），所述的定子铁心（5）侧壁内沿轴向贯通加工有九个齿槽（7），所述的九个齿槽（7）沿轴向呈螺旋设置，九个齿槽（7）分成三组，每组齿槽包括三个相邻设置的齿槽，每组齿槽为一相，每个齿槽（7）的内侧壁上加工有一与定子铁心（5）内腔相通的槽口（11），所述的三相绕组（6）包括九个线圈绕组，每个齿槽（7）内随形放置一个线圈绕组。
2.根据权利要求1所述的...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵博，徐永向，王骞，邹继明，邹继斌，王宝超，李勇，尚静，刘承军，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23
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