[發(fā)明專利]雙差動音圈直線電機

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010044110.3
• 申請日: 2020-01-15
• 公開（公告）號: CN111130302A
• 公開（公告）日: 2020-05-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王坤東;許海金
• 申請（專利權(quán)）人: 上海交通大學(xué)
• 主分類號: H02K41/035
• 分類號: H02K41/035;H02K1/22;H02K3/46;H02K3/28
• 代理公司: 上海段和段律師事務(wù)所 31334
• 代理人: 李佳俊;郭國中

本發(fā)明提供了一種雙差動音圈直線電機，包括：磁體組件、輸出軸盤、預(yù)緊彈簧、支撐底盤、內(nèi)動圈組件以及外動圈組件，所述磁體組件設(shè)有兩組，磁體組件設(shè)于支撐底盤上方兩側(cè)，磁體組件包括導(dǎo)磁筒、下磁體、中導(dǎo)磁環(huán)、中磁體、上導(dǎo)磁環(huán)、上磁體、內(nèi)磁氣隙以及外磁氣隙，導(dǎo)磁筒設(shè)于支撐底盤上表面，導(dǎo)磁筒內(nèi)從下到上依次為下磁體、中導(dǎo)磁環(huán)、中磁體、上導(dǎo)磁環(huán)以及上磁體，內(nèi)磁氣隙與外磁氣隙設(shè)于導(dǎo)磁筒兩側(cè)，內(nèi)動圈組件設(shè)于內(nèi)磁氣隙中，外動圈組件設(shè)于外磁氣隙中，內(nèi)動圈組件與外動圈組件固定在輸出軸盤上，輸出軸盤設(shè)于導(dǎo)磁筒之間，預(yù)緊彈簧設(shè)于輸出軸盤與支撐底盤之間。本發(fā)明提高了磁體的磁場利用，增加動圈的有效驅(qū)動力。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電機技術(shù)領(lǐng)域，具體地，涉及一種雙差動音圈直線電機。

背景技術(shù)

音圈直線電機是一種將電能直接轉(zhuǎn)換為直線運動的機電轉(zhuǎn)換裝置，這種裝置不需要任何中間運動傳動和轉(zhuǎn)換機構(gòu)，具有直接驅(qū)動的特點，可廣泛應(yīng)用于航空航天、工業(yè)自動化、儀器儀表、檢測技術(shù)以及其他多個技術(shù)領(lǐng)域。

在很多系統(tǒng)應(yīng)用中，重負(fù)載的音圈電機為了減輕音圈電機的重量，在有限的磁體重量下必須提高音圈電機的出力系數(shù)。差動音圈電機是一種新型的線圈結(jié)構(gòu)，能夠有效利用磁體磁能，增加出力系數(shù)，因此成為設(shè)計與開發(fā)的一個熱點。

在差動音圈電機設(shè)計中，為了提高音圈電機的有效輸出力及動態(tài)性能，主要采用不同的磁體安裝方式、磁路結(jié)構(gòu)、線圈結(jié)構(gòu)設(shè)計以及動子定子的設(shè)計、以及控制策略等，其目的在于提高磁體的利用率，增加線圈的有效電磁作用力。本發(fā)明提出的雙音圈差動音圈電機結(jié)構(gòu)，旨在提高磁體的磁場利用，增加動圈的有效驅(qū)動力。

專利文獻CN110198141A(申請?zhí)枺?01910570198.X)公開了差動箝位式尺蠖型壓電直線電機，包括四箝位盤、一作動模塊、兩導(dǎo)向機構(gòu)、兩連接桿及兩連接彈簧。四箝位盤、兩連接桿和兩連接彈簧組成兩單元。四箝位盤都設(shè)有中心孔，每單元的兩箝位盤通過中心孔套在連接桿上，每單元包括的兩箝位盤分為主箝位盤和輔助箝位盤，主箝位盤和作動模塊固接，輔助箝位盤通過連接彈簧與主箝位盤連接；四箝位盤的形狀相等且都包括圓盤，四箝位盤的圓盤的偏心布置安裝有壓電陶瓷；導(dǎo)向機構(gòu)包括C字型的套筒，套筒內(nèi)壁凸設(shè)有導(dǎo)軌，四箝位盤外周壁凹設(shè)有導(dǎo)槽；兩單元分別裝設(shè)在兩套筒內(nèi)，另設(shè)預(yù)緊元件使套筒壓在四箝位盤上，使導(dǎo)軌和導(dǎo)槽適配。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種雙差動音圈直線電機。

根據(jù)本發(fā)明提供的雙差動音圈直線電機，包括：磁體組件、輸出軸盤、預(yù)緊彈簧、支撐底盤、內(nèi)動圈組件以及外動圈組件，所述磁體組件設(shè)有兩組，所述磁體組件設(shè)于所述支撐底盤上方兩側(cè)，所述磁體組件包括導(dǎo)磁筒、下磁體、中導(dǎo)磁環(huán)、中磁體、上導(dǎo)磁環(huán)、上磁體、內(nèi)磁氣隙以及外磁氣隙，所述導(dǎo)磁筒設(shè)于所述支撐底盤上表面，所述導(dǎo)磁筒內(nèi)從下到上依次為下磁體、中導(dǎo)磁環(huán)、中磁體、上導(dǎo)磁環(huán)以及上磁體，所述內(nèi)磁氣隙與外磁氣隙設(shè)于所述導(dǎo)磁筒兩側(cè)，所述內(nèi)動圈組件設(shè)于所述內(nèi)磁氣隙中，所述外動圈組件設(shè)于所述外磁氣隙中，所述內(nèi)動圈組件與外動圈組件固定在所述輸出軸盤上，所述輸出軸盤設(shè)于所述導(dǎo)磁筒之間，所述預(yù)緊彈簧設(shè)于所述輸出軸盤與支撐底盤之間。

優(yōu)選地，所述內(nèi)動圈組件包括：內(nèi)正向繞組、內(nèi)反向繞組以及內(nèi)線圈架，所述內(nèi)線圈架設(shè)于所述導(dǎo)磁筒內(nèi)側(cè)，所述內(nèi)正向繞組設(shè)于所述內(nèi)線圈架的上方，所述內(nèi)反向繞組設(shè)于所述內(nèi)線圈架的下方。

優(yōu)選地，所述外動圈組件包括：外反向繞組、外正向繞組以及外線圈架，所述外線圈架設(shè)于所述導(dǎo)磁筒外側(cè)，所述外反向繞組設(shè)于所述外線圈架的上方，所述外正向繞組設(shè)于所述外線圈架的下方。

優(yōu)選地，所述內(nèi)線圈架與所述外線圈架呈圓筒形，所述內(nèi)線圈架和所述外線圈架固定在所述輸出軸盤上。

優(yōu)選地，所述下磁體、中磁體和上磁體均呈圓環(huán)形。

優(yōu)選地，所述外反向繞組與所述外正向繞組的繞線方向相反，所述外反向繞組與所述外正向繞組串行連接。