[發明專利]一種圓筒型動磁式直線電機的動子結構

在審

• 申請號: 202011231777.0
• 申請日: 2020-11-06
• 公開（公告）號: CN112436710A
• 公開（公告）日: 2021-03-02
• 發明（設計）人: 田集斌;李昊璘;許發鐸;水龍;孫述澤;孔令軒;李生華;羅新奎
• 申請（專利權）人: 蘭州空間技術物理研究所
• 主分類號: H02K41/02
• 分類號: H02K41/02;H02K1/34;H02K1/02
• 代理公司: 北京理工大學專利中心 11120
• 代理人: 溫子云;郭德忠

本發明公開了一種圓筒型動磁式直線電機的動子結構，通過兩組主磁瓦與兩組副磁瓦極性相反且軸向間隔布置的結構，使得電機動子在直線往復運動過程中可以通過磁彈簧效應控制電機的動子往復運動的行程，使得電機運行平穩，并起到行程超限保護的作用；同時，磁瓦采用嵌接方式固定在固定桿之間，避免了傳統的粘接固定方式在高溫、振動等環境下可能發生的脫落等失效現象，有效提升了電機的可靠性使用壽命。

技術領域

本發明屬于永磁直線電機技術領域，具體涉及一種圓筒型動磁式直線電機的動子結構。

背景技術

斯特林發電機是由斯特林熱機和發電機耦合的一種將熱能轉換為電能的發電系統，斯特林熱機通過斯特林循環將熱能轉換為機械能推動活塞往復運動，發電機則通過運動機構的轉換將活塞運動的機械能轉換為電能。若采用旋轉電機，則需要通過中間轉換裝置將活塞的直線往復運動轉換為旋轉運動的方式，由于引入中間轉換機構導致能量傳遞效率降低，而且影響系統的控制精度。采用直線電機，可以直接和活塞的運動耦合，省去中間的傳遞機構，能夠提升系統的效率和控制精度，同時也提升了系統的可靠性。但是，現有直線電機仍存在功率和可靠性較低等問題。

發明內容

有鑒于此，本發明提供了一種圓筒型動磁式直線電機的動子結構，實現了大功率、高可靠的直線電機。

本發明提供的一種圓筒型動磁式直線電機的動子結構，包括磁瓦罐前壓板1、若干主磁瓦3、若干副磁瓦2、若干隔磁墊片4、磁瓦罐尾端法蘭5和若干磁瓦嵌接固定桿6；

若干所述磁瓦嵌接固定桿6均固定安裝于所述磁瓦罐尾端法蘭5的同側，使每個所述磁瓦嵌接固定桿的外表面均位于同一圓周上；所述磁瓦嵌接固定桿6的兩個對稱側面上均具有凹槽；

所述主磁瓦3和副磁瓦2的外表面呈圓弧形，所述主磁瓦3和副磁瓦2的極性相反；所述主磁瓦3和副磁瓦2通過所述凹槽嵌接于兩個所述磁瓦嵌接固定桿6之間沿圓周方向分布；所述主磁瓦3與副磁瓦2沿軸向間隔分布，相鄰的所述主磁瓦3與副磁瓦2間采用所述隔磁墊片4分隔；所述隔磁墊片4的外表面呈圓弧形，所述隔磁墊片4嵌接于所述磁瓦嵌接固定桿6之間；

所述磁瓦罐前壓板1與所述磁瓦嵌接固定桿6連接，所述磁瓦罐前壓板1對所述主磁瓦3和副磁瓦2進行限位。

進一步地，所述主磁瓦3的軸向尺寸大于所述副磁瓦2的軸向尺寸。

進一步地，所述主磁瓦3和副磁瓦2均采用徑向充磁方式充磁。

進一步地，所述主磁瓦3和副磁瓦2均為非等半徑弧形結構，主磁瓦3外弧形表面為N/S極極面，副磁瓦2外弧形表面為S/N極極面。

進一步地，所述主磁瓦3和副磁瓦2均由燒結釹鐵硼材料切割成型。

進一步地，所述磁瓦罐前壓板1、磁瓦罐尾端法蘭5和若干磁瓦嵌接固定桿6均由鈦合金制成。

進一步地，所述隔磁墊片4由鋁合金制成。

有益效果：

1、本發明通過兩組主磁瓦與兩組副磁瓦極性相反且軸向間隔布置的結構，使得電機動子在直線往復運動過程中可以通過磁彈簧效應控制電機的動子往復運動的行程，使得電機運行平穩，并起到行程超限保護的作用；同時，磁瓦采用嵌接方式固定在固定桿之間，避免了傳統的粘接固定方式在高溫、振動等環境下可能發生的脫落等失效現象，有效提升了電機的可靠性使用壽命。

2、本發明中通過主磁瓦和副磁瓦軸向尺寸的優化，找到了最優化的組合方式，實現了相同包絡尺寸下電機的最大功率輸出，有效提升了功率密度。

附圖說明

圖1為本發明提供的一種圓筒型動磁式直線電機的動子結構的結構示意圖。

圖2為本發明提供的一種圓筒型動磁式直線電機的橫截面結構圖。