[發明專利]用于無鐵芯直線電機的次級部件和無鐵芯直線電機

有效

• 申請號: 201811185246.5
• 申請日: 2018-10-11
• 公開（公告）號: CN109660103B
• 公開（公告）日: 2022-02-22
• 發明（設計）人: 肖恩·大衛·莫納格漢;維維恩·巴維爾勒
• 申請（專利權）人: 艾塔爾公司
• 主分類號: H02K41/02
• 分類號: H02K41/02
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 余剛;李慧

本發明涉及一種次級部件(10)，其限定出用于直線電機(100)的初級部件(20)的磁路，并且包括：間隔構件(11)，兩個形成支腿、設計成固定在間隔構件(11)上的軛板(12)，以使軛板彼此相對置地垂直于磁路延伸，并且其中兩個軛板(12)設計成，在其各自內側處容納多個永磁體(13)，在其各自外側處具有加強結構部(121)，加強結構部通過板厚度的、在磁路的方向上周期性的變化形成。間隔構件(11)具有多個在應用中設計用于固定次級部件的安裝位置(111)，其中加強結構部(121)的局部最小部(1212)沿著磁路的方向與安裝位置(111)重疊。

技術領域

本發明涉及用于直線電機的次級部件的設計方案，特別涉及用于無鐵芯直線電機的次級部件的設計方案，以及無鐵芯直線電機的設計方案。

背景技術

從US 2006/0175907 A1、US 4749921和EP 2 884 638 A1中已知了用于無鐵芯直線電機(其特別是無芯直線電機)的實例。另外，申請號為EP17178938.1的歐洲專利申請描述了無鐵芯直線電機方面，特別描述了無鐵芯直線電機的初級部件。

直線電機例如用于物體的高精度的和必要時快速的定位，例如用于機床的機器部件。在此，直線電機的初級部件能夠通過合適的接口直接與待移動的機器部件或其他物體連接。也就是說，與傳統的旋轉電機不同，在此通常不需要連接在直線電機和待驅動物體之間的傳動裝置。

對于需要特別精確定位的應用，所謂的無鐵芯直線電機是特別合適的，其中設置在初級部件處的至少一個線圈不配置芯、例如鐵芯。由此能夠避免干擾的制動力。然而需要相應更大的線圈電流，以便即使沒有磁芯也能在直線電機的初級部件處產生足夠大的力。線圈例如以預先制成的單線圈的形式提供。也就是說，用于形成線圈的、例如具有絕緣層的導線不直接纏繞在芯上，而是例如在無芯情況下纏繞并且然后安裝形成電機。在此，能夠在集成在電機內的鐵芯上進行無芯的單線圈的放置。但是，也能提出將單線圈作為電機中所謂的“空心線圈”來運行，而沒有相關的芯。

尤其當直線電機要用于高精度且必要時也快速地定位物體、例如機床的機器部件時，小的重量是有利的。如上所述，在此提出的要求是，例如在無鐵芯情況下不僅提供初級部件。

此外，直線電機的次級部件應該例如在重量方面進行優化。例如，這尤其適用于次級部件與初級部件一起、即整個電機連接到另一個電機的初級部件上，例如用于實現XY(軸)驅動。

然而，次級部件必須同時滿足有關穩定性的要求。

在這種情況下的問題是，配備有永磁體并且形成初級部件的磁路的軛板由于永磁體的磁場而承受持續的力，這能導致磁路的彎曲以及變形。

次級部件的過度彎曲或變形可能導致初級部件接觸次級部件，并且在此損壞非常敏感的磁體。必須要避免這種接觸和/或損壞。

一種可行性方案是增大氣隙(在變形時更大的公差)，然而這會與性能損失相關聯。因此，應加強次級部件。

這方面例如由文獻US 7989993 B1和US 2007/0052303 A1公開，在軛板的外側處設有加強結構部，其抵制所述彎曲的產生。

發明內容

本發明的目的是提出一種技術方案，根據其使這種加強結構部的布置和形成能夠以有利的方式與次級部件的其他部件對齊。

由此出發，當前根據本發明提出了一種用于直線電機的次級部件。

根據第一方面，次級部件限定出用于直線電機的初級部件的磁路。次級部件包括：間隔構件，兩個形成支腿的軛板，軛板設計成固定在間隔構件處，以使軛板彼此相對置地垂直于磁路延伸。兩個軛板設計成，在其各自的內側處容納多個永磁體。在軛板各自的外側處，兩個軛板各自具有加強結構部，加強結構部通過板厚度的、在磁路的方向上周期性的變化形成。間隔構件具有多個安裝位置，安裝位置在應用中設計用于固定次級部件，其中加強結構部的局部最小部沿著磁路的方向與安裝位置重疊。