一种低损耗半闭口槽圆筒形直线电机及其装配方法组成比例

本发明专利技术涉及一种低损耗半闭口槽圆筒形直线电机及其装配方法，所述直线电机包括初级和次级，初级套接在次级外部，二者之间存在间隙，所述初级包括多个组装的定子铁心，每个定子铁心内均内置有饼式线圈；所述定子铁心为由定子齿尖、定子齿和定子轭组成的槽体结构，定子齿尖嵌置于定子齿内圆侧，定子轭嵌置于定子齿外圆侧；一个定子铁心的定子齿尖与其相邻的定子铁心的定子齿之间存在缝隙，从而构成了半闭口槽电机。本发明专利技术解决实心铁心圆筒直线电机涡流损耗大的缺陷，以及叠片初级铁心电机推力性能的不足。的不足。的不足。

【技术实现步骤摘要】
一种低损耗半闭口槽圆筒形直线电机及其装配方法


[0001]本专利技术属于圆筒形直线电机领域，具体涉及一种低损耗半闭口槽圆筒形直线电机及其装配方法。

技术介绍

[0002]圆筒形直线电机没有绕组端部，绕组利用系数为1，具有高的推力密度和相对简单的结构，在高推力场合应用较为广泛，但尚有许多难题亟待解决，如初级铁心的制作。为便于初级铁心的制作，有些文献提出了采用电工纯铁制作初级铁心，虽然加工制作难度小，但存在较大的涡流损耗。为降低涡流损耗，公开号CN106067720A提出了硅钢片和电工纯铁的混合铁心方案，但电工纯铁的铁耗还是大大高于硅钢片，同时加工难度大。专利号ZL200620088687.X提出了齿、轭分离的叠片式初级铁心结构，但其开口槽结构降低了电机的推力和增加了电机的推力波动，且不易装配。可见采用硅钢片制作圆筒形直线电机的初级铁心虽然能降低电机的铁耗，但带来了电机结构的复杂性，或者电机装配的难度，或者电机推力性能的降低。

技术实现思路

[0003]专利技术目的：针对现有圆筒形直线电机存在的不足，本专利技术提出一种低损耗半闭口槽圆筒形直线电机及其装配方法，在保证电机便于加工制作和降低电机加工成本的前提下，解决实心铁心圆筒直线电机涡流损耗大的缺陷，以及叠片初级铁心电机推力性能的不足。
[0004]技术方案：本专利技术是通过以下技术方案实现的：本专利技术提出一种低损耗半闭口槽圆筒形直线电机，所述直线电机包括初级和次级，初级套接在次级外部，二者之间存在间隙，所述初级包括多个组装的定子铁心，每个定子铁心内均内置有饼式线圈；所述定子铁心为由定子齿尖、定子齿和定子轭组成的槽体结构，定子齿尖嵌置于定子齿内圆侧，定子轭嵌置于定子齿外圆侧；一个定子铁心的定子齿尖与其相邻的定子铁心的定子齿之间存在缝隙，从而构成了半闭口槽电机。
[0005]进一步的，所述定子齿尖由多片环状硅钢片叠压并固定为一个整体，硅钢片的材质为无取向硅钢。
[0006]进一步的，所述定子齿包括定位齿、轭连接齿和主齿，定位齿和轭连接齿分别固定置于主齿的两侧，定位齿、主齿和轭连接齿上均对应开设有走线孔；定位齿和轭连接齿的外径小于主齿的外径，定位齿与主齿的内径相同，轭连接齿的内径大于主齿的内径；轭连接齿的内径等于定子齿尖的外径，定子齿尖嵌入于轭连接齿内；轭连接齿上套接定子轭。
[0007]进一步的，所述定位齿、轭连接齿和主齿均为由环形齿硅钢片叠压而成，环形齿硅钢片上设有开口；环形齿硅钢片叠压时，开口不在同一位置，硅钢片的材质为无取向硅钢。
[0008]进一步的，所述定子轭包括外环轭和内环轭，外环轭包覆内环轭，外环轭的内径等
于内环轭的外径；内环轭的轴向长度小于外环轭；外环轭的外径等于主齿的外径，内环轭的内径等于轭连接齿的外径，内环轭套在轭连接齿上。
[0009]进一步的，所述外环轭和内环轭均由硅钢片卷绕而成，硅钢片材质为取向硅钢片，或为无取向硅钢片。
[0010]进一步的，所述的次级含有永磁材料，所述半闭口槽电机构成了永磁电机。
[0011]进一步的，所述的次级不含有永磁材料，所述半闭口槽电机构成了感应电机或磁阻电机。
[0012]本专利技术另一方面提出一种圆筒形直线电机的装配方法，当多个定子铁心组装时，上一个定子铁心的外环轭的内圆搭接到下一个定子铁心的定位齿外圆上，饼式线圈置于定子铁心内。
[0013]本专利技术与现有技术相比，具体优点如下：1）本专利技术的初级铁心是采用多个模块硅钢片拼接制成，为模块化圆筒直线电机，降低了电机的加工成本和装配难度，避免了电工纯铁初级铁心电机涡流损耗大的缺点，提高了电机效率。
[0014]2）本专利技术的初级铁心包含硅钢片制作的齿尖，避免了开口槽电机带来的推力波动和推力损失，使电机具有更高的推力密度和运行性能。
[0015]3）本专利技术的初级铁心轭采用有取向硅钢片，进一步提高电机推力密度和降低电机铁耗。
附图说明
[0016]图1是本专利技术的圆筒形直线电机结构示意图；图2是本专利技术的初级结构爆炸图；图3是本专利技术的初级铁心爆炸图；图4是本专利技术的定子齿尖图；图5是本专利技术的定子齿图；图6是本专利技术的定子齿部件的硅钢片叠压示意图；图7为本专利技术的圆筒形直线电机在有无定子齿尖时的推力波形；图8为本专利技术的硅钢片电机与电工纯铁定子电机的铁耗仿真图。
[0017]附图标记说明：1. 初级、2. 次级、3. 饼式线圈、4. 定子铁心、410. 定子齿尖、411. 固定点、420. 定子齿、421.定位齿、422.轭连接齿、423.主齿、424.走线孔、430. 定子轭、431.外环轭、432.内环轭、4211.环形齿硅钢片、4212.开口。
具体实施方式
[0018]下面结合附图对本专利技术做进一步的说明：如图1所示，本专利技术涉及一种低损耗半闭口槽圆筒形直线电机，所述直线电机包括初级1和次级2，初级1套接在次级2外部，二者之间存在间隙，所述次级2在初级1的内腔中往复运动，所述初级1包括饼式线圈3和定子铁心4，所述初级1由多个定子铁心4组装而成，每个定子铁心4内均内置有饼式线圈3； 所述定子铁心4由定子齿尖410、定子齿420和定子轭
430组成，定子齿尖410嵌置于定子齿420内圆侧，定子轭430嵌置于定子齿420外圆侧，定子齿尖410、定子齿420和定子轭430组成槽体结构，饼式线圈3卡接在定子铁心4的槽体结构内；定子齿尖410的高度小于定子轭430的高度，也即，一个定子铁心4的定子齿尖410与其相邻的定子铁心4的定子齿420之间存在缝隙，从而构成了半闭口槽电机，半闭口槽电机推力密度大、推力波动小，所述的次级2可以含有永磁材料，也可不含永磁材料，次级2含有永磁材料，则构成了永磁电机；次级2不含永磁材料，则为感应电机或磁阻电机。
[0019]如图2、图3和图4所示，所述定子齿尖410由多片环状硅钢片叠压，并通过固定点411组成为一体，固定点411的固定方式可以采用自铆、螺栓、铆钉等，硅钢片的材质为无取向硅钢；环状硅钢片可以通过冲床冲剪而成，加工效率高。
[0020]如图2、图3和图5所示，所述定子齿420包括定位齿421、轭连接齿422和主齿423，其上开设有走线孔424，饼式线圈3的进、出线通过走线孔424进入相邻的定子铁心4，方便相邻饼式线圈3的串接；定位齿421和轭连接齿422分别置于主齿423的两侧；定位齿421和轭连接齿422的外径小于主齿423，定位齿421与主齿423的内径相同，轭连接齿422的内径大于主齿423的内径；定位齿421、轭连接齿422和主齿423固定为一体，固定方式可以采用自铆、螺栓、铆钉等。
[0021]如图3所示，定子轭430包括外环轭431和内环轭432，外环轭431包覆内环轭432，外环轭431的内径等于内环轭432的外径，二者装配时可以过渡配合，也可以过盈配合；内环轭432的轴向长度小于外环轭431；外环轭431和内环轭432均由硅钢片卷绕而成，其材质为取向硅钢片，或为无取向硅钢片。
[0022]如图6所示本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低损耗半闭口槽圆筒形直线电机，所述直线电机包括初级（1）和次级（2），初级（1）套接在次级（2）外部，二者之间存在间隙，其特征在于：所述初级（1）包括多个组装的定子铁心（4），每个定子铁心（4）内均内置有饼式线圈（3）；所述定子铁心（4）为由定子齿尖（410）、定子齿（420）和定子轭（430）组成的槽体结构，定子齿尖（410）嵌置于定子齿（420）内圆侧，定子轭（430）嵌置于定子齿（420）外圆侧；一个定子铁心（4）的定子齿尖（410）与其相邻的定子铁心（4）的定子齿（420）之间存在缝隙，从而构成了半闭口槽电机。2.根据权利要求1所述的圆筒形直线电机，其特征在于，所述定子齿尖（410）由多片环状硅钢片叠压并固定为一个整体，硅钢片的材质为无取向硅钢。3.根据权利要求1所述的圆筒形直线电机，其特征在于，所述定子齿（420）包括定位齿（421）、轭连接齿（422）和主齿（423），定位齿（421）和轭连接齿（422）分别固定置于主齿（423）的两侧，定位齿（421）、主齿（423）和轭连接齿（422）上均对应开设有走线孔（424）；定位齿（421）和轭连接齿（422）的外径小于主齿（423）的外径，定位齿（421）与主齿（423）的内径相同，轭连接齿（422）的内径大于主齿（423）的内径；轭连接齿（422）的内径等于定子齿尖（410）的外径，定子齿尖（410）嵌入于轭连接齿（422）内；轭连接齿（422）上套接定子轭（430）。4.根据权利要求3所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱冬梅，彭兵，甄东芳，
申请(专利权)人：沈阳工业大学，
类型：发明
国别省市：