[發明專利]一種無鐵芯直線電機

有效

• 申請號: 201410171838.7
• 申請日: 2014-04-25
• 公開（公告）號: CN105024519B
• 公開（公告）日: 2018-06-01
• 發明（設計）人: 季漢川;陳慶生;段素丙;劉小虎;胡兵
• 申請（專利權）人: 上海微電子裝備（集團）股份有限公司
• 主分類號: H02K41/02
• 分類號: H02K41/02;H02K1/12;H02K1/32
• 代理公司: 上海思微知識產權代理事務所(普通合伙) 31237
• 代理人: 屈蘅;李時云

本發明公開了一種無鐵芯直線電機，包括定子和動子，定子包括上背鐵、下背鐵、固定在上背鐵內表面的上排磁鐵陣列和固定在下背鐵內表面的下排磁鐵陣列；上排磁鐵陣列和下排磁鐵陣列均為交替設置的S極磁鐵、海爾貝克磁鐵和N極磁鐵；上排磁鐵陣列和下排磁鐵陣列位置相對的磁鐵的極性相同；上排磁鐵陣列和下排磁鐵陣列之間形成氣隙；動子在氣隙的長度方向作直線運動，動子包括冷卻機構以及纏繞在冷卻機構上的動子線圈；動子線圈所在平面與動子的直線運動方向垂直。本發明所提供的無鐵芯直線電機輸出功率大；電機結構緊湊，適合高速、高加速度運行；冷卻速度快，效率高，節省空間；由于散熱效果更好，所以可以通較大的電流，進而提高電機輸出功率。

技術領域

本發明涉及一種電機，特別涉及一種無鐵芯直線電機。

背景技術

傳統永磁直線電機，如圖1所示，包括：定子磁鐵陣列1、動子線圈2、定子背鐵3。動子線圈2水平布置在定子磁鐵陳列1中，即動子線圈2的中心軸垂直于定子磁鐵陳列的垂直方向設置，以上動子線圈2的設置方式稱之為平板型繞組，而這種平板型繞組方式決定了動子線圈2必須留出一部分尺寸用于繞線，在一定體積條件下，線圈匝數較少，當兩個定子磁鐵陣列1間距增大時，磁密下降，電機常數下降；結構不夠緊湊，輸出功率較小，電機強度低，不適合高速、高加速度運行。

現有技術中電機的冷卻裝置，在動子線圈外面繞水管，這種冷卻裝置的缺點是動子線圈與水管的有效接觸面積小，冷卻效果差，制造工藝和裝配過程復雜，不利于批量加工制造。

發明內容

為了提高電機的輸出功率，增強冷卻效果，本發明提供一種無鐵芯直線電機。

為了解決以上技術問題，本發明的技術方案是：一種無鐵芯直線電機，包括定子和相對所述定子運動的動子，所述定子包括上背鐵、下背鐵、固定在所述上背鐵內表面的上排磁鐵陣列以及固定在所述下背鐵內表面的下排磁鐵陣列；所述上排磁鐵陣列和所述下排磁鐵陣列均為交替設置的S極磁鐵、海爾貝克磁鐵以及N極磁鐵；所述上排磁鐵陣列和所述下排磁鐵陣列位置相對的磁鐵的極性相同；所述上排磁鐵陣列和所述下排磁鐵陣列之間形成氣隙；所述動子在所述氣隙的長度方向作直線運動，所述動子包括冷卻機構以及纏繞在所述冷卻機構的外圍輪廓上的動子線圈；所述動子線圈所在平面與所述動子的直線運動方向垂直。

作為優選，所述冷卻機構包括冷卻腔體和均勻垂直排布在所述冷卻腔體外部的散熱片，所述動子線圈繞制在相鄰兩個所述散熱片之間的所述冷卻腔體上；所述動子線圈纏繞方向與所述散熱片平行。

作為優選，所述散熱片從所述冷卻腔體的外部伸入內部。

作為優選，所述冷卻腔體內設有水冷通道，所述冷卻腔體設有進水口和出水口。

作為優選，在所述冷卻腔體內的所述水冷通道是按S形狀排布。

作為優選，相鄰兩個所述散熱片的間距為τ/3；其中，τ為磁鐵陣列中水平相鄰N、S磁鐵中心距離。

作為優選，所述動子線圈是至少一組三相線圈，每組三相線圈包括個繞制的單相線圈，相鄰兩個所述單相線圈間距為τ/3；其中，τ為磁鐵陣列中水平相鄰N、S磁鐵中心距離。

作為優選，所述冷卻機構包括多個冷卻模塊，每個所述冷卻模塊包括三個套接式外殼，每個所述套接式外殼對應繞制一個單相線圈。

作為優選，所述冷卻機構外表面設置有絕緣鍍層。

作為優選，所述動子線圈與所述冷卻機構通過樹脂膠灌封形成一體。