[發明專利]一種開關磁通永磁直線電動機進給裝置

有效

• 申請號: 201710121383.1
• 申請日: 2017-03-02
• 公開（公告）號: CN106887939B
• 公開（公告）日: 2019-02-01
• 發明（設計）人: 梁錦濤;紀小品;張言;王文博
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: H02K41/03
• 分類號: H02K41/03
• 代理公司: 西安吉盛專利代理有限責任公司 61108
• 代理人: 張恒陽

本發明涉及一種開關磁通永磁直線電動機進給裝置，至少包括：裝置機座、進給滑臺、初級動子模塊、次級定子、導軌滑塊、直線導軌、光柵尺、光柵尺讀數頭及次級鐵心壓板。所述進給滑臺底部沿軸向中心線設置有兩個相同的初級動子模塊，兩個初級動子模塊相互間隔一定距離實現電機磁場的對稱互補。所述裝置機座沿軸向中心線設置有次級定子，所述次級定子（4）由硅鋼片疊壓而成一個整體。由所述的初級動子模塊與次級定子之間產生的電磁推力驅動所述進給滑臺在所述裝置機座上實現軸向進給運動。本發明直線電機在高精度大推力長行程驅動的直線電機領域具有更好的工作性能。

技術領域

本發明屬于高精度大推力長行程驅動直線進給裝置領域，特別涉及一種開關磁通永磁直線電動機進給裝置。

背景技術

現今永磁直線同步電動機憑借高速度、高加速度、響應速度快、定位精度高等優良性能已廣泛應用于各類數控機床的進給系統當中。但較之傳統的“旋轉伺服電機+滾珠絲杠”的主軸直線驅動方式，仍然存在效率低、推力波動大、電機成本高昂等缺點，難以廣泛應用在高精度大推力長行程驅動直線進給領域。

鑒于以上技術問題，實有必要提供一種可以克服上述缺陷的新型高精度大推力直線電機，從而降低直線進給系統的造價，提高設備運行性能和效率。

發明內容

針對上述情況，為克服現有技術的缺陷，本發明的目的在于提出一種推力密度大，推力波動小，定位精度高，材料用量少，結構魯棒性強，適用于長行程的開關磁通永磁直線電動機進給裝置。

本發明通過同相繞組的磁路互補設計，可以減小推力紋波，提高推力精度；通過初級動子模塊端部磁鋼的設置，可以削弱邊端效應；通過將永磁體和繞組線圈設置在電機短初級動子上，長次級定子只設置鐵心，使直線電機永磁體等材料用量大大降低，魯棒性增強。

為實現上述目的，本發明采用下述技術方案：一種開關磁通永磁直線電動機進給裝置，其特征是：至少包括：裝置機座、進給滑臺、初級動子模塊、次級定子、導軌滑塊、直線導軌、光柵尺、光柵尺讀數頭及次級鐵心壓板；裝置機座為長方形結構，裝置機座沿寬度兩端固定直線導軌，直線導軌沿長度方向分布，直線導軌之間由次級鐵心壓板固定所述的次級定子；所述初級動子模塊有兩個，其結構相同，兩個初級動子模塊之間有間隔，間隔使得同相繞組的磁路互補，減小推力波動；在進給滑臺的側邊有光柵尺讀數頭，直線導軌側有光柵尺，光柵尺和直線導軌平行固定，光柵尺讀數頭隨進給滑臺沿著光柵尺運動，實時檢測初級動子的運動位置。

所述的進給滑臺下端四個角位置處分別安裝有導軌滑塊，通過導軌滑塊在直線導軌的運動實現直線電機的直接驅動。

所述初級動子模塊包括初級鐵心、繞組線圈、永磁體和初級鐵心壓板，其中永磁體包括中間磁鋼和端部磁鋼，所述初級鐵心由初級鐵心壓板固定在所述進給滑臺下，所述初級鐵心凹槽分為中間大槽，中間小槽和端部槽；所述繞組線圈放置在初級鐵心的中間小槽中，所述中間磁鋼放置在初級鐵心的中間大槽中，所述端部磁鋼放置在初級鐵心的端部槽中。

所述端部磁鋼用于削弱邊端效應。

所述中間磁鋼和端部磁鋼沿運動方向充磁，相鄰兩個磁鋼充磁方向相反；所述初級鐵心的每個中間小槽中有一個繞組線圈，每個線圈橫跨在相鄰兩個中間小槽中，即兩個初級動子模塊都設置有三個繞線線圈，依次為A、B、C三相，兩個初級動子模塊中的同相線圈其繞線方向相反，并串聯連接成對。

本發明具有以下優點：本發明通過僅由次級鐵心構成的長次級定子結構，把次級鐵心鋪設在裝置機座上，大大降低了永磁磁鋼材料的使用量和電機的造價，尤其適合長行程的直線驅動領域；動子鐵心相比于一般的U型鐵心，其結構緊湊，裝配簡單；兩個動子鐵心模塊間錯開一定的間隔，使得同相繞組間的磁路互補，從而減小推力波動；動子鐵心模塊設置端部磁鋼，可以削弱邊端效應的影響。因此，相比現有的直線電機，本發明直線電機在高精度大推力長行程驅動的直線電機領域具有更好的工作性能。

附圖說明