[發明專利]兩相圓筒電磁直線作動器

有效

• 申請號: 201610040934.7
• 申請日: 2016-01-22
• 公開（公告）號: CN105490409B
• 公開（公告）日: 2018-01-12
• 發明（設計）人: 史立偉;郭盈志;呂新青;肖東;周升寶;張學義;劉從臻
• 申請（專利權）人: 山東理工大學
• 主分類號: H02K1/24
• 分類號: H02K1/24;H02K1/14;H02K3/28
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及兩相圓筒電磁直線作動器，屬于特種電機技術領域。

背景技術

傳統的直線作動器為電液伺服驅動的，這種電液伺服直線作動系統可以分以下幾個部分：控制器、液壓油缸式作動器、液壓泵、管路等組成。液壓泵是提供恒定油壓的動力裝置，電磁作動器如果取代電液伺服作動器，則可以使得系統結構小巧、響應速度快捷、作動控制效率提高、能耗降低，并消除了電液伺服作動系統存在的漏油、安全性、結構復雜等問題,提高了系統的實時檢測和故障診斷能力，改善了維護性并減小了系統的重量。

傳統的電磁作動器大部分有旋轉電機配合蝸輪蝸桿機構提供推力。圓筒電磁直線作動器不需要經過蝸輪蝸桿機構而直接產生直線運動，使結構大大簡化，運動慣量減少，動態響應性能和定位精度大大提高；同時也提高了可靠性，節約了成本，使制造和維護更加簡便。

據申請人調研，已有部分兩相圓筒直線作動器相關的專利，例如申請號為201310601462.4的發明專利申請：“混合勵磁圓筒形兩相開關磁阻直線電機”，公開了一種采用A相繞組和B相繞組兩套繞組和雙極性電流勵磁方法，通過對A相繞組和B相繞組勵磁電流大方向和大小進行控制，使動子鐵心能夠進行左右往復運動，并使電機輸出電磁推力增大了20％。申請號為201310585295.9的發明專利申請，公開了一種包括定子、動子、電機輸出軸和復位彈簧片的一種圓筒形兩相開關磁阻震蕩電機。這兩種皆為開關磁阻電機。

另外，專利號為ZL201010189920.4的授權發明專利：一種圓筒型車輛主動懸架電磁作動器，發明了的作動器技術特征在于：包括具有工裝軸形狀的通孔的初級裝配和在初級裝配的通孔內安裝的次級裝配，初級裝配包括有繞組鐵芯裝配，有繞組鐵芯裝配包括絕緣擋圈、定子沖片和初級線圈，絕緣擋圈為貫通的圓筒結構，通孔為圓筒結構的內部，定子沖片設置有多個，并排套接在絕緣擋圈外部并與絕緣擋圈的軸線垂直，初級線圈設置在相鄰兩定子沖片之間并纏繞絕緣擋圈外部；次級裝配包括永磁體和圓柱形的活塞桿，永磁體包覆在活塞桿的側面且其磁極方向和活塞桿軸線方向平行。該專利為圓筒直線作動器提供了一種很好的應用背景。

本發明公開的技術與上述方案皆不同。首先勵磁繞組是繞動子圓周繞制的，因此給對稱分布的兩相繞組提供同樣大小的磁場。

另外，由于結構上與傳統的帶勵磁繞組的電機不同，因此本申請并不是簡單地旋轉電機展開得到的傳統直線電機，而是一種全新結構的直線電機，用作直線作動器。

發明內容

為了發明兩相圓筒電磁直線作動器，簡化原有旋轉電機組成的作動器和液壓作動器的組成，提供一個兩相繞組即可實現的直線作動器，本發明采用如下技術方案：

兩相圓筒電磁直線作動器，包括動子鐵心(1)、軸向軸承(2)、定子(3)、勵磁繞組(4)和電樞繞組，其特征在于：

所述動子鐵心(1)為長圓柱形，動子鐵心(1)的圓周外有拱形凸起作為動子極，動子極沿軸向有兩列，同一列的動子極軸向的距離為一個極距；兩列動子極在動子鐵心(1)上對稱分布，其中一列的每個動子極上繞有一個A相電樞線圈(5)，另一列動子極上繞有一個B相電樞線圈(6)；A相電樞線圈(5)所在的動子極與B相電樞線圈(6)所在的動子極在軸向上錯開半個極距；

動子鐵心(1)兩端各有一段光桿，兩段光桿上分別安裝一個軸向軸承(2)，軸向軸承(2)的外側安裝在定子(3)兩端，在軸向軸承(2)的作用下，動子鐵心(1)可沿軸向移動；

所述定子(3)呈圓筒狀，定子的內側有環狀凸起，各個環狀凸起在軸向上的距離為一個極距；

所述勵磁繞組(4)由數個勵磁線圈串聯組成，每個勵磁線圈沿動子鐵心的圓周方向纏繞在兩個動子極之間，相鄰勵磁線圈的繞制方向相反；

A相電樞線圈(5)和B相電樞線圈(6)都圍繞所在的動子極繞制，相鄰的A相電樞線圈(5)繞制方向相反，所有的A相電樞線圈(5)串聯或并聯后組成A相電樞繞組；相鄰的B相電樞線圈(6)繞制方向也相反，所有的B相電樞線圈(6)串聯或并聯后組成B相電樞繞組。