[發明專利]一種永磁懸浮支承圓筒型直線電機

無效

• 申請號: 201010299992.4
• 申請日: 2010-10-08
• 公開（公告）號: CN101951114A
• 公開（公告）日: 2011-01-19
• 發明（設計）人: 李群明;鄧華;韓雷;周英
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: H02K41/02
• 分類號: H02K41/02
• 代理公司: 長沙市融智專利事務所 43114
• 代理人: 鄧建輝

技術領域

本發明涉及一種電機，特別是涉及一種永磁懸浮支承圓筒型直線電機。

技術背景

在一些微電子制造及生物制造領域，對設備運動的熱變化和作業潔凈度都提出了很高要求。機械直線軸承中機械摩擦帶來的磨損、低速爬行、潤滑液污染不利影響，系統的運動精度和動態響應能力低。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種可實現無接觸的磁浮直線運動，能有效提高系統的運動精度和動態響應能力的永磁懸浮支承圓筒型直線電機。

為了解決上述技術問題，本發明提供的永磁懸浮支承圓筒型直線電機，包括直線電機定子鐵芯、直線電機長定子線圈繞組、電機動子主軸和環形永久磁鐵陣列，所述的直線電機定子鐵芯的左端設有左內支承座和左外壓板，右端設有右內支承座和右外壓板，在所述的左內支承座內設有左端磁軸承定子永磁環，所述的電機動子主軸的左端設有與所述的左端磁軸承定子永磁環相互作用的左永磁軸承動子永磁環，在所述的電機動子主軸上所述的左端磁軸承定子永磁環與所述的環形永久磁鐵陣列之間設有隔磁擋塊，所述的右內支承座內設有右端磁軸承定子永磁環，所述的電機動子主軸的右端上設有與所述的右端磁軸承定子永磁環相互作用的右永磁軸承動子永磁環。

所述的電機動子主軸上設有直線光柵標尺，在所述的右外壓板上設有讀取所述的直線光柵標尺的直線光柵讀數頭。

所述的左內支承座和左外壓板通過左緊固螺釘安裝在所述的直線電機定子鐵芯的左端上。

所述的右內支承座和右外壓板通過右緊固螺釘安裝在所述的直線電機定子鐵芯的右端上。

所述的左永磁軸承動子永磁環通過左側軸向緊固螺釘安裝在所述的電機動子主軸的左端上。

所述的右永磁軸承動子永磁環通過右側軸向緊固螺釘安裝在所述的電機動子主軸的右端上。

所述的直線光柵讀數頭通過緊固螺釘安裝在所述的右外壓板上。

所述的直線電機定子鐵芯和所述的電機動子主軸采用長定子、短動子結構。

采用上述技術方案的永磁懸浮支承圓筒型直線電機，是一種被動式永磁懸浮軸承與直線電機相結合的磁浮直線電機驅動技術。其中磁浮軸承為一種無控制的永磁軸承，無需要提供主動控制系統，只靠定子和動子間永磁環的相互靜磁作用力即可保持動子在徑向方向處于懸浮支承狀態。直線電機可設計為三相或兩相驅動圓筒型直線電機，與軸向直線電機的主動控制相結合，可保持直線運動時系統處于穩定懸浮狀態。被動永磁軸承通過動子和定子上安裝的至少兩對永磁環的磁作用力，可保持動子相對定子在徑向具有自動定心作用，從而使動子懸浮起來，使動子和定子之間沒有任何機械接觸，具有無摩擦、無磨損、無需潤滑、壽命長、永磁軸承不發熱等一系列優點。將磁軸承代替機械軸承形成一種新型磁浮直線驅動電機，可消除動子與定子間機械摩擦的影響，提高電機動態響應能力，并且因為無機械磨損，無需潤滑油，特別適應于潔凈度要求高的工作環境。應用電機現代交流伺服控制技術，可使系統在軸向達到極高的運動精度和運動速度。

綜上所述，本發明是一種可實現無接觸的磁浮直線運動，能有效提高系統的運動精度和動態響應能力的永磁懸浮支承圓筒型直線電機。

附圖說明

圖1是本發明的結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施方式對本發明作進一步說明。

參見圖1，直線電機定子鐵芯9上設有直線電機長定子線圈繞組12、電機動子主軸3上設有環形永久磁鐵陣列10和隔磁環11，直線電機定子鐵芯9和所述的電機動子主軸3采用長定子、短動子結構，直線電機定子鐵芯9的左端通過右緊固螺釘15設有左內支承座7和左外壓板6，右端通過右緊固螺釘15設有右內支承座16和右外壓板18，在左內支承座7內設有左端磁軸承定子永磁環4，電機動子主軸3的左端通過左側軸向緊固螺釘1設有與左端磁軸承定子永磁環4相互作用的左永磁軸承動子永磁環2，在電機動子主軸3上左端磁軸承定子永磁環4與環形永久磁鐵陣列10之間設有隔磁擋塊8，右內支承座16內設有右端磁軸承定子永磁環14，電機動子主軸3的右端通過右側軸向緊固螺釘17設有與右端磁軸承定子永磁環14相互作用的右永磁軸承動子永磁環13，電機動子主軸3上設有直線光柵標尺19，在右外壓板18上通過緊固螺釘21設有讀取直線光柵標尺19的直線光柵讀數頭20。