[發明專利]動磁式無內定子直線振蕩電機

無效

• 申請號: 201410090305.6
• 申請日: 2014-03-12
• 公開（公告）號: CN103840634A
• 公開（公告）日: 2014-06-04
• 發明（設計）人: 雷美珍;戴文戰;夏永明;王立強;騰偉峰
• 申請（專利權）人: 浙江理工大學
• 主分類號: H02K33/18
• 分類號: H02K33/18;H02K33/04
• 代理公司: 杭州中成專利事務所有限公司 33212
• 代理人: 金祺

技術領域

本發明屬于直線電機領域，具體說是一種帶有永久磁鐵的直線振蕩電機。

背景技術

傳統技術采用曲柄和絲杠等傳動機構將旋轉電機的旋轉運動轉換成直線往復運動，存在結構復雜、效率低和機械可靠性差等問題。采用直線振蕩電機來實現直線往復運動可省去傳動機構，降低摩擦損耗，提高系統效率和可靠性。

直線振蕩電機包括動磁式直線振蕩電機、動圈式直線振蕩電機和動鐵式直線振蕩電機。其中，動磁式直線振蕩電機是由永磁材料作為動子的一種直線振蕩電機，永磁材料產生的恒定磁場和勵磁線圈產生的交變磁場相互作用推動永磁材料做往復交替運動，相比于采用勵磁線圈作為動子的動圈式直線振蕩電機和采用鐵芯作為動子的動鐵式直線振蕩電機，其動子質量更小，推力更大，效率更高。隨著新型永磁材料的發展，動磁式直線振蕩電機的優勢愈加明顯。

1992年美國的Beale和Redlich等人研制了Redlich型結構的動磁式直線振蕩電機，2003年，LG公司在該結構的基礎上進行改進，首次實現了動磁式直線振蕩電機驅動線性壓縮機的商用化。這種圓筒形結構的動磁直線振蕩電機是在勵磁線圈的圓周上安裝導磁材料，形成與勵磁線圈同心的圓筒形氣隙的磁路結構，徑向充磁的圓筒形永磁體在氣隙中做往復運動。

申請號為200880001914的專利公開了一種用于直線壓縮機的直線馬達，包括內部定子、外部定子、多個永磁體組成的動子，所述內部定子通過圓周方向堆疊鐵芯塊使其彼此絕緣而形成，外部定子通過以預定間隔沿圓周方向設置鐵芯塊并且圍繞所述鐵芯塊卷繞線圈而形成，所述永磁體以預定間隙設置在所述內部定子與所述外部定子之間并且相互作用而沿直線往復運動，其結構及鐵芯疊片較復雜，維護困難。

傳統的動磁式直線振蕩電機，需要內定子形成閉合磁路，內定子在圓周上輻射分布，因而存在內定子疊裝難度大、加工困難和加工成本較高、整機體積大等缺點。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種結構簡單的動磁式無內定子直線振蕩電機。

為了解決上述技術問題，本發明提供一種動磁式無內定子直線振蕩電機，包括設置在機殼內的定子鐵芯和永磁體；所述定子鐵芯為C型鐵芯；所述C型的定子鐵芯的上齒部和下齒部分別通過設置電樞繞組后形成N極和S極；所述兩個齒部正對、N極和S極相反的定子鐵芯之間設置永磁體；所述永磁體的兩極分別正對兩個定子鐵芯的上齒部以及兩個定子鐵芯的下齒部。

作為對本發明所述的動磁式無內定子直線振蕩電機的改進：所述永磁體為瓦片形；所述永磁體的外圓周面分別與兩個定子鐵芯的上齒部圓周面相對；所述永磁體的內圓周面分別與兩個定子鐵芯的下齒部圓周面相對。

作為對本發明所述的動磁式無內定子直線振蕩電機的進一步改進：所述定子鐵芯由至少兩個小定子鐵芯通過環狀繞組支架固定而成；所述電樞繞組支架上設置電樞繞組；所述兩個齒部正對、N極和S極相反的定子鐵芯的電樞繞組串聯后形成單相繞組。

作為對本發明所述的動磁式無內定子直線振蕩電機的進一步改進：所述永磁體通過動子支架連接有相互平行的直線軸；所述直線軸的兩端分別通過直線滾珠軸承與機殼滑動連接。

作為對本發明所述的動磁式無內定子直線振蕩電機的進一步改進：所述直線軸上套裝有彈簧，所述彈簧的兩端分別抵住兩個直線滾珠軸承。

作為對本發明所述的動磁式無內定子直線振蕩電機的進一步改進：所述環狀繞組架為硬塑料材質制成的環狀繞組架；所述動子支架2由非導磁非導電材料加工而成。

本發明具有如下有益效果：

1）與已有技術相比，本發明的動磁式直線振蕩電機無需內定子，結構更緊湊，體積更小，成本更低。

2）解決了內定子疊裝困難的問題，實際加工難度大為降低。

3）無需內定子，因而漏磁更小，相同電流安匝數得到的電磁推力更大，改進了內定子輻射狀分布，內緊外松，不可避免存在漏磁的現象。

4）圖6為電流為0時電磁推力與動子位移的關系圖,X軸為動子位移，Y軸為電磁推力。由圖6可知，當電流為0時，在動子有效行程范圍內，電磁推力基本為0，即說明本直線振蕩電機磁阻力幾乎為0。

5）圖7為電磁推力與動子位移和繞組電流的關系圖，X軸為動子位移，Y軸為電磁推力。由圖7可知，在動子有效行程內，參數確定時，電磁推力僅與繞組電流成正比，電磁推力系數與動子位移無關；當繞組電流恒定時，不同動子位移下執行器所受的電磁推力基本不變，即說明本發明的動磁式直線振蕩電機的電磁推力可控性良好。

附圖說明

下面結合附圖對本發明的具體實施方式作進一步詳細說明。