[發(fā)明專利]直線驅(qū)動(dòng)器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110005773.5
• 申請(qǐng)日: 2011-01-07
• 公開（公告）號(hào): CN102130566A
• 公開（公告）日: 2011-07-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 博萊特斯·亞歷克西斯;弗里奇·雨果;霍夫施泰特爾·雷莫;舒爾策·延斯·奧利弗;皮蒂尼·拉涅羅;拉蒙·戴維;布塞-格拉維茨·馬克斯·埃里克
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 麥克森發(fā)電機(jī)股份公司
• 主分類號(hào): H02K33/18
• 分類號(hào): H02K33/18
• 代理公司: 北京金信立方知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11225
• 代理人: 黃威;孫麗梅

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種電動(dòng)直線驅(qū)動(dòng)器，尤其涉及一種根據(jù)權(quán)利要求1的前序部分的用于旋轉(zhuǎn)式起重電動(dòng)機(jī)的電動(dòng)直線驅(qū)動(dòng)器。

背景技術(shù)

這種直線驅(qū)動(dòng)器包括繞組系統(tǒng)和磁體系統(tǒng)，其中，所述繞組系統(tǒng)包括多個(gè)纏繞線圈，所述纏繞線圈彼此同軸且在軸向上以連續(xù)的順序布置，而所述磁體系統(tǒng)相對(duì)于繞組系統(tǒng)在軸向上可運(yùn)動(dòng)并且包括多個(gè)軸向連續(xù)的永磁體。繞組系統(tǒng)通常由可控轉(zhuǎn)換器饋電(feed)。繞組系統(tǒng)的線圈和磁體系統(tǒng)的永磁體在它們之間限定了氣隙。此外，設(shè)置傳感器分別用于檢測(cè)繞組系統(tǒng)和磁體系統(tǒng)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)并且用于檢測(cè)所述兩個(gè)系統(tǒng)的相對(duì)位置，所述傳感器用于掃描安裝在磁體系統(tǒng)的外周上的時(shí)間尺(timing?ruler)。磁體系統(tǒng)徑向地布置在繞組系統(tǒng)的內(nèi)部，并且時(shí)間尺僅在磁體系統(tǒng)的一部分周邊上沿周向延伸。

US?5952744公開了組合旋轉(zhuǎn)式直線致動(dòng)器。所述致動(dòng)器的中空筒形殼體將電動(dòng)機(jī)容納在其內(nèi)部，轉(zhuǎn)子由軸向連續(xù)且不同磁化程度的永磁環(huán)構(gòu)成。因此，這反過(guò)來(lái)使得轉(zhuǎn)子為經(jīng)由空氣軸承(air?bearing)安裝的能夠相對(duì)于殼體旋轉(zhuǎn)且軸向可移動(dòng)的中空筒形套筒。在殼體側(cè)，轉(zhuǎn)子由不同的纏繞線圈環(huán)繞。在致動(dòng)器的軸向方向上縱向纏繞的線圈被勵(lì)磁用于產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，而在軸向上相繼布置且在軸向上具有較小延伸部分的多個(gè)線圈用于產(chǎn)生軸向上的驅(qū)動(dòng)力。在殼體側(cè)的線圈和轉(zhuǎn)子的永磁體之間存在較小的氣隙。殼體的一端閉合，以至于轉(zhuǎn)子只能在一個(gè)方向上移動(dòng)到殼體外。在殼體側(cè)的線圈僅布置在殼體的開放端上，以使得在轉(zhuǎn)子和在線圈與殼體閉合端之間的殼體內(nèi)的殼體壁之間存在間隙，所述間隙比轉(zhuǎn)子和線圈之間的氣隙大得多。用于確定轉(zhuǎn)子位置的傳感器布置所述間隙內(nèi)。通過(guò)掃描安裝在轉(zhuǎn)子上的套筒的條形圖樣來(lái)確定所述位置。

從現(xiàn)有技術(shù)中獲知的大多數(shù)直線驅(qū)動(dòng)器的缺點(diǎn)在于繞組系統(tǒng)和磁體系統(tǒng)之間的磁相互作用被位于氣隙中的時(shí)間尺所削弱，因此，與無(wú)時(shí)間尺的直線驅(qū)動(dòng)器相比，所述直線驅(qū)動(dòng)器的效率很差。關(guān)于直線驅(qū)動(dòng)器的確還已知的情況是轉(zhuǎn)子的位置不是在轉(zhuǎn)子自身上獲得的，而是在布置于中空筒形轉(zhuǎn)子內(nèi)的軸上獲得的。從JP?2004040894A中可知具有所述位置檢測(cè)的致動(dòng)器。然而，這種類型的位置檢測(cè)需要對(duì)傳感器的復(fù)雜安裝，這要求非常大的結(jié)構(gòu)空間。而且，這種類型的位置檢測(cè)與在轉(zhuǎn)子自身上直接掃描轉(zhuǎn)子位置相比很不精確。

US?5,990,583A公開了一種上述類型的直線驅(qū)動(dòng)器，其中所述磁體系統(tǒng)包括凹槽形式的用于時(shí)間尺的徑向凹部。時(shí)間尺嵌入在所述凹槽內(nèi)。這種結(jié)構(gòu)具有的缺點(diǎn)在于：由于通常使用的磁性材料的原因使得制造所述凹槽證明是困難的，并且制造所述凹槽需要對(duì)磁體系統(tǒng)進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間和高成本的處理。此外，這種凹槽對(duì)磁通量會(huì)產(chǎn)生不利影響。

發(fā)明內(nèi)容

因此，本發(fā)明的目的是提供一種具有緊湊設(shè)計(jì)且允許借助于傳感器進(jìn)行精確位置檢測(cè)的上述類型的電動(dòng)直線驅(qū)動(dòng)器，其中，如果可能，所述直線驅(qū)動(dòng)器的效率不應(yīng)該被傳感器和時(shí)間尺削弱。此外，應(yīng)該保證磁體系統(tǒng)的簡(jiǎn)單、價(jià)廉和快速的生產(chǎn)。

根據(jù)本發(fā)明，依據(jù)獨(dú)立權(quán)利要求的特征來(lái)實(shí)現(xiàn)上述目的。因此，根據(jù)本發(fā)明，當(dāng)繞組系統(tǒng)的線圈具有用于時(shí)間尺的徑向凸出部時(shí)實(shí)現(xiàn)了上述目的。從而能夠在周邊的絕大部分上保持繞組系統(tǒng)的線圈和磁體系統(tǒng)的永磁體之間的氣隙極小，徑向凸出部為時(shí)間尺留出空間。這導(dǎo)致形成了高效率的直線驅(qū)動(dòng)器。在未被時(shí)間尺覆蓋的區(qū)域中，繞組系統(tǒng)和磁體系統(tǒng)之間的磁相互作用不會(huì)受到時(shí)間尺的影響。可以在所述區(qū)域保持磁體系統(tǒng)和繞組系統(tǒng)之間的氣隙極小以提高效率。

已經(jīng)證明當(dāng)形成氣隙的內(nèi)邊界的磁體系統(tǒng)的外周是筒形的并且繞組系統(tǒng)的線圈以具有環(huán)形部分和梯形部分的封閉馬蹄形的形式纏繞時(shí)是特別有利的，時(shí)間尺定位在馬蹄形的梯形部分內(nèi)。從而所述梯形部分形成了繞組系統(tǒng)的線圈的上述徑向凸出部。

作為選擇，磁體系統(tǒng)相對(duì)于繞組系統(tǒng)偏心地布置，由此在一側(cè)為時(shí)間尺提供空間，而在相反側(cè)可以形成極小的氣隙。

再次作為選擇，磁體系統(tǒng)包括用于時(shí)間尺的呈扁平部形式的徑向凸出部。在這種情況下，也能夠?qū)⒗@組系統(tǒng)和磁體系統(tǒng)之間的氣隙在大部分周邊上保持的非常小，從而使磁體系統(tǒng)的扁平部為時(shí)間尺提供空間。與從現(xiàn)有技術(shù)中已知的凹槽相比，能夠容易、低成本且快速地生產(chǎn)扁平部，并且不會(huì)影響磁通量。

本發(fā)明的有利設(shè)計(jì)在于從屬權(quán)利要求的主題。

借助于光學(xué)傳感器實(shí)現(xiàn)非常精確的掃描。作為選擇，電容傳感器或者感應(yīng)傳感器也適于精確地掃描相應(yīng)的時(shí)間尺。