[發明專利]一種定子永磁式直線振蕩電機

在審

• 申請號: 202110468104.5
• 申請日: 2021-04-28
• 公開（公告）號: CN113178999A
• 公開（公告）日: 2021-07-27
• 發明（設計）人: 徐偉;張婭平;張祎舒
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: H02K33/00
• 分類號: H02K33/00;H02K41/02;H02K1/17;H02K16/00
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 王穎翀

1.一種定子永磁式直線振蕩電機，其特征在于，包括定子組件和動子組件；

所述定子組件包括定子繞組鐵芯(1)、電樞繞組(2)、定子永磁體鐵芯(3)和永磁體(4)；

定子繞組鐵芯(1)包括2N+1個均勻分布于軛部的等高、等寬定子齒及其定子軛，N為定子繞組鐵芯的單相繞組線圈數；其中，中間齒與電樞繞組(2)共同構成電機電樞；定子永磁體鐵芯(3)的平面結構呈凹字形，永磁體(4)內嵌于定子永磁體鐵芯(3)凹槽中；定子繞組鐵芯(1)與定子永磁體鐵芯(3)等長且上下對齊放置；

所述動子組件包括動子支架(6)和分塊式動子鐵芯(5)；所述分塊式動子鐵芯(5)包括3N+1個形狀相同的鐵芯塊，各鐵芯塊等間隔地固定在動子支架(6)上，沿動子支架(6)軸線方向做往復直線運動。

2.如權利要求1所述的定子永磁式直線振蕩電機，其特征在于，所述電樞繞組(2)的線圈均通以正弦型交流電，其通電頻率與動子組件往復運動頻率相同，以產生雙極性電樞磁鏈。

3.如權利要求1所述的定子永磁式直線振蕩電機，其特征在于，所述動子鐵芯塊的截面呈等腰梯形，臨定子繞組鐵芯側寬度W_ru、臨定子永磁體鐵芯側寬度W_rd及動子鐵芯塊之間的中線間距W_ri與定子齒的齒寬W_sc分別滿足以下關系：

W_ru＝1.7W_sc；

W_rd＝W_sc；

其中，W_si為定子齒間距。

4.如權利要求1所述的定子永磁式直線振蕩電機，其特征在于，動子支架長度L_r與臨定子繞組鐵芯側寬度W_ru及動子鐵芯塊之間的中線間距W_ri滿足以下關系：

L_r＝W_ru+3NW_ri。

5.一種多單元組合型定子永磁式直線振蕩電機，其特征在于，包括多個如權利要求1-4任一項所述的定子永磁式直線振蕩電機，所述動子支架呈圓筒型，多個結構相同的定子永磁式直線振蕩電機旋轉對稱安裝于動子支架上。

6.如權利要求5所述的多單元組合型定子永磁式直線振蕩電機，其特征在于，所述動子支架為鏤空結構。

7.如權利要求5所述的多單元組合型定子永磁式直線振蕩電機，其特征在于，動子支架的外圓直徑d_ro與定子齒的齒高H_si滿足以下關系：

d_ro＝H_si+H_f+2H_gap+H_s+H_r；

其中，H_f為定子軛高度，H_gap為電機氣隙，H_s為定子永磁體鐵芯高度，H_r為動子鐵芯塊高度。

8.如權利要求5所述的多單元組合型定子永磁式直線振蕩電機，其特征在于，所述動子組件還包括與動子支架同軸線、分別固定在動子支架兩個端部的運動軸(7)，所述運動軸(7)均套設有等長的諧振彈簧(11)。

9.如權利要求8所述的多單元組合型定子永磁式直線振蕩電機，其特征在于，還包括直線運動軸承(8)、端蓋(9)和機殼(10)；直線運動軸承(8)位于端蓋(9)的幾何中心處，運動軸(7)套接在直線運動軸承(8)上；所述多個定子永磁式直線振蕩電機的定子繞組鐵芯(1)及定子永磁體鐵芯(3)通過端蓋(9)的固定鍵與機殼(10)的固定槽相互配合，分別固定于分塊式動子鐵芯(5)的兩側。

10.如權利要求8所述的多單元組合型定子永磁式直線振蕩電機，其特征在于，定子繞組鐵芯(1)、定子永磁體鐵芯(3)與分塊式動子鐵芯(5)由導磁材料制成，動子支架(6)及運動軸(7)由非導磁材料制成。