[發明專利]一種基于圓筒型直線感應電機的驅動機構

有效

• 申請號: 202010108244.7
• 申請日: 2020-02-21
• 公開（公告）號: CN111404318B
• 公開（公告）日: 2022-05-13
• 發明（設計）人: 張魯;寇寶泉;葛慶穩;羅俊;張赫
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: H02K7/10
• 分類號: H02K7/10;H02K1/16;H02K11/21
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 高倩

1.一種基于圓筒型直線感應電機的驅動機構，其特征在于，包括定子和動子，動子包括托盤(1)和驅動軸(2)，定子包括定子軛管(4)、套管(5)、驅動部和導向部；

定子軛管(4)為具有軸向通孔的圓柱體，套管(5)固定支撐于該軸向通孔內，且套管(5)兩端伸出，套管(5)上端開口、下端封閉；

定子軛管(4)的內壁從上至下交錯嵌放m+1個驅動部和m層導向部，m≥2；

定子軛管(4)的內壁開設n(m+1)個環形槽(4-1)，每個驅動部由n套驅動線圈(6)構成n相交流繞組，并嵌放在n個連續環形槽(4-1)中，n≥3；

定子軛管(4)的內壁開設m層導向槽(4-2)，每層導向槽(4-2)包括k個沿周向均布的柱形槽，所有柱形槽均與定子軛管(4)的軸向通孔連通，k≥3；

每套導向部包括k個導向鐵芯(8)和k套導向線圈(7)；導向鐵芯(8)包括弧形部和繞線柱，k個弧形部沿周向拼接于套管(5)外圓周，繞線柱設置于弧形部的外圓周，每個繞線柱上繞制一套導向線圈(7)，每個導向鐵芯(8)及繞制其上的導向線圈(7)嵌放于一個柱形槽內；

驅動軸(2)的頂端設置有托盤(1)，驅動軸(2)的底端從套管(5)上端開口同軸插入，且驅動軸(2)與套管(5)之間存在氣隙；

由驅動部實現電機在垂直方向作懸浮式往復直線運動：當給驅動部中的n套驅動線圈(6)中通入n相對稱正弦電流產生氣隙磁場，當n相電流隨時間變化時，氣隙磁場將某一相序在垂直方向沿直線移動，形成行波磁場； 驅動軸(2)在行波磁場的切割下感應出電動勢并產生電流，電流與氣隙磁場相互作用便產生電磁推力，定子的驅動線圈(6)與動子的驅動軸(2)之間的電磁推力是相互的，此時，驅動軸(2)將在電磁推力的作用下沿垂直方向做直線運動，因驅動軸(2)與套管(5)之間存在氣隙，動子實現懸浮運動，當對換驅動部中任意兩相的電流后，運動會反向，進而實現圓筒型直線感應電機在垂直方向作往復直線運動；

由驅動部和導向部協同工作實現懸停：在驅動軸(2)運動過程中，當需要懸停在垂直方向某一位置時，由控制系統下達指令，令驅動部和導向部協同工作，將驅動軸(2)懸停在垂直方向某一位置保持不動，實現鎖定，實現定點懸停。

2.根據權利要求1所述一種基于圓筒型直線感應電機的驅動機構，其特征在于，還包括位移傳感器(3)，位移傳感器(3)設置在定子軛管(4)的頂部，用于檢測托盤(1)距離定子軛管(4)的距離。

3.根據權利要求1或2所述一種基于圓筒型直線感應電機的驅動機構，其特征在于，還包括緩沖器(9)，緩沖器(9)設置在套管(5)內腔的下端部，用于驅動軸(2)的機械緩沖。

4.根據權利要求1所述一種基于圓筒型直線感應電機的驅動機構，其特征在于，定子軛管(4)由多層硅鋼片堆疊而成。

5.根據權利要求1所述一種基于圓筒型直線感應電機的驅動機構，其特征在于，定子軛管(4)為分體結構，由實心鐵芯分段加工后軸向疊加組裝而成。