[發(fā)明專利]一種模塊化的線形永磁電機的定子結(jié)構(gòu)

有效

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• 申請日: 2016-01-06
• 公開（公告）號: CN105553133B
• 公開（公告）日: 2017-12-08
• 發(fā)明（設計）人: 趙靜;谷中鑫;劉向東;戶恒在;陳振
• 申請（專利權(quán)）人: 北京理工大學
• 主分類號: H02K1/16
• 分類號: H02K1/16;H02K1/17
• 代理公司: 北京高航知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司11530
• 代理人: 趙永強

技術(shù)領域

本發(fā)明涉及電機技術(shù)領域，特別是涉及一種模塊化的線形永磁電機的定子結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)

現(xiàn)有的掃描伺服機構(gòu)多采用由“高速伺服電機+齒輪組+齒圈”等構(gòu)成的間接驅(qū)動方式，這種通過齒輪嚙合的傳動結(jié)構(gòu)不可避免地存在非線性摩擦力、間隔死區(qū)及彈性變形，在完成啟動、加速、減速、反轉(zhuǎn)及制動等運動時，容易造成系統(tǒng)振動、運動響應慢、動態(tài)剛度差，這些固有的缺陷都使得掃捕機構(gòu)在進一步提高其調(diào)速性能和定位能力時難以實現(xiàn)技術(shù)性突破。

而現(xiàn)有的永磁電機可以在有限角度內(nèi)往復運動，在電機運行過程中永磁體只有部分有效，使得電機的永磁體利用率較低。此外，該電機的動子處于不同位置時，動子上不能形成有效磁場，永磁體會對外圍電子設備造成干擾。且由于邊端效應的影響，存在邊端的繞組與中間部分繞組產(chǎn)生的反電動勢差異較大、定位力和轉(zhuǎn)矩波動較大的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種模塊化的線形永磁電機的定子結(jié)構(gòu)，可提高永磁體的利用率。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下方案：

一種模塊化的線形永磁電機的定子結(jié)構(gòu)，所述定子結(jié)構(gòu)包括：多個定子模塊和設置在任意相鄰的兩個定子模塊之間的連接塊；其中，各所述定子模塊均包括：鐵芯組，所述鐵芯組包括多個第一鐵芯和設置在相鄰的兩個第一鐵芯之間的第二鐵芯，所述第一鐵芯上開設有一個定子槽，所述第二鐵芯上開設有兩個定子槽；繞組，各所述定子槽內(nèi)均設有一個所述繞組，每個定子模塊中的各個繞組屬于同一相繞組；多個永磁體，各所述永磁體設置在所述第一鐵芯與第二鐵芯之間。

可選的，相鄰所述永磁體的充磁方向沿圓周方向相反。

可選的，各所述定子槽的開口朝向圓弧的圓心處。

可選的，所述定子槽的開口為全開口或半開口。

可選的，動子結(jié)構(gòu)與所述定子結(jié)構(gòu)對應設置，且所述動子結(jié)構(gòu)與定子結(jié)構(gòu)之間具有間隙，所述相鄰連接塊之間的距離τ_t和同一定子模塊中相鄰永磁體之間的距離τ_d分別為：

其中，τ_p為所述動子結(jié)構(gòu)中的相鄰動子凸極之間的距離，m為繞組相數(shù)，i、j、k為參考系數(shù)，i和j為非負整數(shù)，k取值為0或1。

可選的，所述動子結(jié)構(gòu)包括多個動子凸極，所述動子凸極的數(shù)量與所述定子槽的數(shù)量相匹配。

可選的，所述永磁體的材料包括釹鐵硼、杉鈷及鐵氧體中至少一者。

可選的，所述連接塊的材質(zhì)為非導磁材料。

可選的，所述定子結(jié)構(gòu)為弧形或者直線形。

根據(jù)本發(fā)明提供的具體實施例，本發(fā)明公開了以下技術(shù)效果：

本發(fā)明模塊化的線形永磁電機的定子結(jié)構(gòu)通過在第一鐵芯與第二鐵芯之間設置永磁體，可在電機運行過程中，定子結(jié)構(gòu)中的所有永磁體都能產(chǎn)生有效的磁場，從而提高永磁體的利用率，同時降低永磁體對外圍電子設備的電磁影響。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明實施例模塊化的線形永磁電機的定子結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明實施例模塊化的線形永磁電機的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3a為定子左邊端齒的寬度變化與第一定子模塊定位力基波幅值的對應關(guān)系示意圖；

圖3b為定子右邊端齒的寬度變化與第三定子模塊定位力基波幅值的對應關(guān)系示意圖；

圖4a為第一連接塊的寬度調(diào)整示意圖；

圖4b為第二連接塊的寬度調(diào)整示意圖；

圖5a為第一定子模塊的位置變化對第一定子模塊定位力基波幅值和相位的影響；

圖5b為對定子左邊端齒的寬度、定子右邊端齒的寬度和各定子模塊的位置進行調(diào)整后的定位力矩波形圖。

附圖說明

定子結(jié)構(gòu) 1第一鐵芯 1-1

永磁體 1-2繞組 1-3

第一連接塊 1-4第二連接塊 1-5

定子左邊端齒 1-6定子右邊端齒 1-7

第二鐵芯 1-8第一定子模塊 1-11

第二定子模塊 1-12 第三定子模塊 1-13

動子結(jié)構(gòu) 2動子凸極 2-1。

具體實施方式