[發明專利]具有移動磁體和減小的齒槽力的線性電機

在審

• 申請號: 201280021965.8
• 申請日: 2012-05-04
• 公開（公告）號: CN103814509A
• 公開（公告）日: 2014-05-21
• 發明（設計）人: R·T·卡爾馬克;M·A·海納;S·J·馬奎雷
• 申請（專利權）人: 伯斯有限公司
• 主分類號: H02K41/03
• 分類號: H02K41/03
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 王茂華

背景技術

本說明書描述了一種用于線性電動機的電樞的磁瓦（magnet?tile）結構。?

發明內容

在一個方面，一種用于線性電動機的電樞包括具有磁極節段的磁體結構。該磁極節段包括被由非磁性、非導電材料填充的線性磁極內部間隙所分隔開的磁瓦。該間隙在與預期運動方向平行的方向上延伸。該磁體結構可以具有多于一個磁極節段。每個磁極節段可以包括被由非磁性、非導電材料填充的線性磁極內部間隙所分隔開的磁瓦。該間隙可以在與預期運動方向平行的方向上延伸。權利要求所述的電樞可以進一步包括與該磁瓦的至少一些磁瓦在少于兩個邊緣處銜接的框架結構。該框架可以不與該磁瓦的至少一些磁瓦的任何邊緣銜接。多個該磁瓦可以具有兩個邊緣，該兩個邊緣可以大大短于另外兩個邊緣。該磁體結構可以被定尺寸以及被配置以使得在該電樞的行程的任意點處都沒有磁極內部間隙與定子齒邊緣對齊。?

在另一方面，一種用于線性電動機的電樞包括具有磁極節段的磁體結構。每個磁極節段包括被由非磁性、非導電材料填充的磁極內部間隙所分隔開的細長磁瓦。該伸長方向可以與預期運動方向平行。該磁體結構可以具有多于兩個磁極節段。每個磁極節段可以包括被由非磁性、非導電材料填充的磁極內部間隙所分隔開的細長磁瓦。該伸長方向可以與預期運動方向平行。該電樞可以進一步包括與該磁瓦的至少一些磁瓦在少于兩個邊緣處銜接的框架結構。該框架可以不與該磁瓦的至少一些磁瓦的任何邊緣銜接。該電樞可以進一步包括框架，該框架包括與預期運動方向垂直并且在該框架的端部中間的橫向支柱，?該橫向支柱與該磁瓦的至少兩個磁瓦的較短邊緣銜接。該磁體結構可以被定尺寸以及被配置以使得在該電樞的行程的任意點處都沒有磁極內部間隙與定子齒邊緣對齊。?

在另一方面，線性電動機包括第一磁心（core），該第一磁心包括由低磁阻制成的材料。該第一磁心具有邊緣。該線性電動機還包括第二磁心，該第二磁心包括由低磁阻制成的材料。該第二磁心具有邊緣。該線性電動機包括電樞，該電樞包括磁體結構。該磁體結構包括被由非磁性、非導電材料填充的間隙所分隔開的磁瓦。該第一磁心、該第二磁心以及該電樞被定尺寸以及被布置以使得當該第一磁心的邊緣與間隙對齊時，該第二磁心的邊緣不與間隙對齊。?

當結合下面的附圖閱讀時，其它特征、目的和優點將從下面的詳細描述變得顯而易見，其中：?

附圖說明

圖1是移動磁體線性電動機的簡化等距視圖；?

圖2A是磁體托架的簡化視圖；?

圖2B是磁體托架和磁體結構的簡化視圖；?

圖3是分片的（tiled）磁體結構的圖解視圖；?

圖4是定子齒和磁瓦的圖解視圖；?

圖5是線性電動機的力-位移圖；?

圖6是磁體托架和磁體結構的圖解視圖；?

圖7是磁體結構的繪圖；以及?

圖8是定子齒和磁瓦的圖解視圖。?

具體實施方式

圖1示出了移動磁體線性電動機（也被稱為線性致動器）的簡化等距視圖以及將被用于后續附圖中的坐標系。第一繞組12-1和第二繞組13-1圍著具有諸如軟鐵之類的低磁阻材料的C形磁心11-1的支柱11A-1和11B-1纏繞。第一繞組12-2和第二繞組13-2圍著具有諸?如軟鐵之類的低磁阻材料的第二C形磁心11-2的支柱11A-2和11B-2纏繞。坐落在可移動磁體托架17的永磁體16被定位于C形磁心中的氣隙中而不與C形磁心接觸，C形磁心中優選地填充了盡可能多的氣隙。永磁體16在磁心11-1和11-2的相對表面之間具有相鄰的不同磁極（在該視圖中未示出）?？梢苿哟朋w托架17和永磁體16是線性電動機的電樞的部件；電樞的其它部件在該圖中未示出。可移動磁體托架通過未示出的懸掛來支撐，該懸掛允許在由箭頭18所指示的X方向上的運動而阻礙向著C形磁心的相對面推動磁體的橫向（即，根據圖1的坐標系的Y方向）“碰撞”力。在該圖以及后續的圖中，X方向將是電樞的預期運動方向，Y方向將是垂直于電樞的平面的碰撞力方向，而Z方向將在電樞的平面內，垂直于預期運動方向。在這些圖中，預期運動方向（X方向）是豎直的。?

在操作中，繞組12-1、13-1、12-2和13-2中的交變電流信號（例如運動控制信號）與永磁體16的磁場相互作用，這造成電樞在由箭頭18所指示的方向上的運動。?

圖2A示出了磁體托架17的簡化視圖。用于磁體托架的典型配置是框架22和窗口24的配置。?