[實用新型]一種磁懸浮直線電機

有效

• 申請號: 201721816478.7
• 申請日: 2017-12-22
• 公開（公告）號: CN207677614U
• 公開（公告）日: 2018-07-31
• 發明（設計）人: 黃雨森;李修遠;郭建非;黃龍浩;李陽
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: H02K41/03
• 分類號: H02K41/03;H02N15/00
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 姚詠華

本實用新型公開了一種磁懸浮直線電機，包括一個定子和一個置于其上方的動子，所述定子具有矩形結構的線圈骨架槽，線圈繞組繞制于所述線圈骨架槽中；所述動子為由永磁體陣列排布構成的方筒形結構；在所述線圈繞組一側設有傳感檢測系統，傳感檢測系統上設有一個置于線圈繞組和永磁體陣列側的增量式位移傳感器，傳感檢測系統上還包括一個設在定子與動子一端的接近開關。該電機具有裝置簡單，功耗低，體積小，重量輕，同時具備懸浮支持和直線驅動功能。將磁懸浮永磁直線電機應用于數控機床中，省去了中間的機械傳動機構，解決了削弱高精度數控機床中摩擦阻力的問題。

技術領域

本實用新型屬于電機制造技術領域，涉及一種磁懸浮直線電機。

背景技術

長期以來，機械磨損是困擾電機使用壽命和穩定性的重要因素之一。直線電機領域，在飛行器彈射，數控機床等典型應用場景中，由于工作環境的惡劣，工件工作強度大，軸承損耗、潤滑都是必須要考慮的因素。而隨著技術的發展，擁有著無摩擦，無接觸，能量轉化效率高等優點磁懸浮直線電機的出現，則為這些場景提供了更加有效可靠的解決方案。

現有的飛行器彈射的主要方式包括燃氣蒸汽彈射、火箭助推等多種形式，它們存在的主要問題是可重復利用性低，并且能量利用率不高，存在的機械摩擦也是制約系統穩定性和使用壽命的因素之一。相比燃氣蒸汽彈射,燃氣蒸汽彈射的結構制造突破困難巨大,而磁懸浮電磁助推方式可擴容性更強,彈射效率更高；相比火箭助推方式,磁懸浮電磁助推方式速度可控性更強,更適用于較長時間(幾十秒級)的助推加速，并且實現了可重復使用的特性，維護和運營成本更低。

另一方面，摩擦阻力是制約數控機床直線驅動的重要因素，同時結構復雜帶來了慣性質量的增大，影響了系統的響應性能。將磁懸浮永磁直線電機應用于數控機床中，省去了中間的機械傳動機構，解決了削弱高精度數控機床中摩擦阻力的問題。

實用新型內容

本實用新型的目的在于提供一種具有裝置簡單，功耗低，體積小，重量輕，同時具備用一套定子繞組同時實現懸浮支持和直線驅動兩種功能的磁懸浮永磁直線電機。

為達到上述目的，本實用新型的實施例采用如下技術方案：

根據本實用新型提供的一個實施例，本實用新型提供了一種磁懸浮直線電機，包括一個定子和一個置于其上方的動子，所述定子具有矩形結構的線圈骨架槽，線圈繞組繞制于所述線圈骨架槽中；所述動子為方筒形的永磁體陣列結構；在所述線圈繞組一側設有傳感檢測系統，傳感檢測系統上設有一個置于線圈繞組和方筒形的永磁體陣列側的增量式位移傳感器，傳感檢測系統上還包括一個設在定子與動子一端的接近開關。

作為優選，所述定子上的線圈繞組由8匝線圈組成，其相間兩兩串聯，構成四相繞組。

作為優選，所述動子方筒形的永磁體陣列由8個永磁體組成，構成與定子上的8匝線圈相對應的增強其單邊磁場的永磁體Halbach陣列。

作為優選，所述傳感檢測系統中的接近開關架設在L型基座上，接近開關與動子端面相對應。

作為優選，所述增量式位移傳感器設在一個框型槽的內側面上，與方筒形結構的永磁體陣列側面相對應，框型槽下方凹槽與線圈繞組相對應。

進一步，所述線圈繞組、增量式位移傳感器和接近開關均連接到開關電源上。

本實用新型的有益效果是：

1.本實用新型通過調控線圈繞組各相電流大小，運用一套線圈繞組和永磁體結構，同時實現了對動子的懸浮及驅動。

2.本實用新型不需要任何支承軸承即可實現定子與動子間無機械接觸、無摩擦磨損的相對運動，具有能量利用率高、壽命長等優點。

3.本實用新型動子和定子均為方筒形結構，定子線圈固定于線圈骨架槽中，動子永磁體陣列規則，電機結構簡單，易于制造和安裝。

附圖說明