專利名稱：永磁直線振動電機的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于一種直線電機，在通入交流電時(其波形可以是方波、正弦波或其他類似波形)，電機的動鐵心產生頻率與輸入電流相同的往復直線運動，而且在帶不同負荷時，其振幅容易保持不變。
背景技術：
當需要作快速往復直線運動時，有兩種基本的方案可供選擇，即由旋轉電機通過連桿滑塊產生運動，或由直線電機產生運動。前者結構復雜，因此使用直線電機產生往復直線運動是較好的方案。但至今已面世的直線電機，一般其動子的質量都較大，不適用于快速往復運動。能適用于快速往復運動的，是音圈電機。但其體積推力比小，而且在開環控制時機械特性軟，在帶不同負荷時振幅變化大，使其應用受到限制。
發明內容
本實用新型針對上述狀況，設計了一種振動頻率與輸入電流頻率相同，機械特性較硬，可帶較大負荷的直線電機。
本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是在直線電機中采用由永久磁鐵與電磁鐵產生的兩個磁場。兩個磁場在動子與定鐵心的不同的磁極的間隙中相互增強或減弱。由于永久磁鐵的磁場是固定的，而電磁場的方向在輸入電流的正半周與負半周時發生改變，因而在電流方向改變時由不同的磁極對產生磁拉力。本直線電動機的動子與定鐵心的磁極距離不同，在由某對磁極產生磁拉力轉換到另一對磁極產生磁拉力時，動子將跟隨電流的極性的變化而發生運動方向的改變，從而產生頻率與輸入電流頻率相同，而振幅不變的直線往復運動。
本實用新型的有益效果是，電機的動子結構簡單，體積小，重量輕。其振動頻率可跟隨電流頻率，振幅可保持不變。
圖1永磁直線振動電機的結構示意圖。
圖2電流某一半周時的磁場及產生磁拉力的磁極對。
圖3電流另一半周時的磁場及產生磁拉力的磁極對。
圖4當需要大拉力，或小振幅時，定鐵心及動子的凸齒結構。
圖中，1，2為兩個定鐵心；3為線圈；4為動子；5，6為滾動支承；7為永久磁鐵。
具體實施方式
圖1中，電動機的定子由兩個U形的定鐵心(1)和(2)，線圈(3)，滾動支承(5)和(6)及永久磁鐵(7)組成。定鐵心(1)和(2)各有一腳插入線圈(3)孔內，線圈(3)上通入交流電流。兩定鐵心(1)和(2)間安裝永久磁鐵(7)，永久磁鐵(7)的兩極分別與兩定鐵心(1)和(2)靠緊。定鐵心(1)和(2)的磁極上有凸齒，與動子(4)上的凸齒間形成磁場間隙。動子(4)上有兩組凸齒，兩組凸齒的中心的距離等于兩定鐵心(1)和(2)的中心距離，但動子(4)上各組凸齒兩齒間的距離比定鐵心(1)和(2)的兩凸齒(即兩腳)的距離相差一個齒寬。動子(4)與定鐵心(1)和(2)的間隙由滾動支承(5)和(6)支撐保持。可以通過精密地加工定鐵心與動子，以使磁場間隙在百分之幾毫米。
圖2表示線圈通電為某一半周時的工作情況。線圈(3)產生的磁通如虛線所示。永久磁鐵(7)的磁路則由一個定鐵心(圖中為定鐵心(2))出發，經過動子(4)，沿另一個定鐵心(圖中為定鐵心(1))返回，其磁路如圖中的點劃線。則定鐵心(1)與(2)的左磁極處的動子與定子間隙中的電磁場與永久磁鐵(7)共同產生的合磁場因方向相同而相加。而定鐵心(1)與(2)的右磁極處的間隙中的合磁場因兩磁場的方向相反而減弱。因在定鐵心(1)與(2)的左磁極處的間隙中的合磁場遠比在右磁極處的合磁場為大，因此在兩定鐵心(1)與(2)的左磁極處產生較大的磁拉力。該磁拉力使動子(4)的凸齒與定鐵心(1)與(2)左磁極的凸齒對齊。
圖3表示在電流在另一半周時，電磁場的方向改變，但永久磁鐵(7)的磁場的方向不變。因此使得定鐵心(1)與(2)的左磁極處間隙中的合磁場遠小于定鐵心(1)與(2)右磁極間隙處的合磁場，因此在定鐵心(1)與(2)右磁極處有較大磁拉力，使得動子(4)的凸齒與定鐵心(1)與(2)的右磁極的凸齒對齊。則動子(4)產生向右的運動，距離為一個齒寬。連續改變電流方向，則動子(4)產生振幅為一個齒寬的往復振動，而振動的頻率與電流的頻率相同。
由于在電流換向后的瞬時，電磁場已改變方向。但在生成加強合磁場的磁極處，定鐵心凸齒與動子凸齒仍錯開一個齒寬，產生的起始磁拉力較小。在需要大拉力時，可在定鐵心(1)與(2)與動子(4)的一個磁極上加工數個凸齒。圖4是定鐵心的一個磁極上有兩個凸齒的示意圖。則定鐵心的一個磁極有N個凸齒時磁拉力遠大于僅有一個凸齒時的磁拉力。
權利要求1.一種永磁直線振動電動機，由永久磁鐵、帶有線圈的定鐵心和與動子組成，其特征是電機的定子有兩個并排的U形定鐵心，兩定鐵心各有一腳插入線圈內；兩定鐵心間有永久磁鐵。
2.根據權利要求1所述的電動機，其特征是其定鐵心與動子上具有寬度與振幅相等的凸齒作為磁極，定鐵心上兩磁極的距離與動子上兩磁極的距離相差一個齒寬，動子上有兩組中心距離與兩定鐵心中心距離相等的磁極。
專利摘要一種動子以通入電流的頻率作直線往復運動的電動機。電機的定鐵芯裝有永久磁鐵及電磁線圈，兩者的磁場在間隙處的不同位置處是差動的。電機的動子與定鐵芯在磁場的兩極處都加工有寬度與振幅相等的凸齒，而兩者的凸齒的距離相差一個齒寬，并用滾動支承使磁場間隙保持在百分之幾毫米。在線圈中通入單相交流電流時，線圈磁場在一個磁極處的磁場得到永久磁鐵磁場的增強，而在另一極處被減弱，使得動子的凸齒在磁場受到增強的一極處被定鐵芯的凸齒被吸引。因此當通入交流電時，動子按照電流的頻率作往復運動。
文檔編號H02K33/18GK2657275SQ03224618
公開日2004年11月17日 申請日期2003年3月31日 優先權日2003年3月31日
發明者冼文基 申請人:冼文基