專利名稱：一種軸式直線電機的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及直線電機技術領域。
背景技術：
圓筒型直線電機主要有永磁同步和感應異步直線電機兩種。永磁同步直線電機初 級通常為帶鐵芯結構，存在明顯的齒槽效應，而且無法完全消除，影響精密定位；另外，由于 裝配誤差，初、次級間容易產生磁吸力。感應式異步直線電機初級結構與同步電機類似，次 級為導電和導磁材料組成的復合體，由于推力密度小、效率低，伺服性能較差，不適合精密 運動系統。
實用新型內容本實用新型所要解決的技術問題是針對現有技術的不足，提供一種軸式直線電 機，以消除齒槽效應，以及初級與次級間的電磁吸力。本實用新型解決上述技術問題所采用的技術方案為一種軸式直線電機，包括初 級和次級，初級套在次級上，并且初級內表面與次級外表面之間存在氣隙，以使次級能夠沿 軸向作直線運動，初級包括外殼與線圈繞組，次級包括沿軸向放置的芯軸，以及套接在芯軸 上并沿軸向充磁的永磁環；其中，線圈繞組由至少一個空心線圈組成，永磁環至少有兩個， 相鄰的永磁環的充磁方向相反，相鄰的永磁環之間由磁軛間隔。為優化上述技術方案，采取的措施還包括上述彼此相鄰的兩個空心線圈之間用絕緣片間隔。上述永磁環與磁軛的軸向長度比為5 1 4 1。上述初級的端部設有能夠防止空心線圈沿軸向竄動的固定端環；該固定端環由非 導磁材料制成。上述次級還包括能夠防止永磁環沿軸向竄動的固定件；該固定件由非導磁材料制 成。與現有技術相比，本實用新型一種軸式直線電機的初級采用無鐵芯結構的空心線 圈，因而完全避免了初、次級間的齒槽效應，同時消除了初、次級間的電磁吸力；另外，適當 選擇空心線圈的厚度，可使初級與次級充分藕合，產生最大推重比。
圖1是本實用新型實施例中一種軸式直線電機的結構示意圖；圖2是圖1的軸向剖視圖。
具體實施方式
以下將結合附圖及實施例對本實用新型作進一步詳細描述。圖1和圖2是本實用新型軸式直線電機的一種結構示意圖，其中的附圖標記為初級20、次級30、外殼21、絕緣片22、空心線圈23、固定端環24，固定端環的壁厚25、磁軛31、 芯軸32、永磁環33、固定件34、螺釘35。如圖1所示，本實施例中軸式直線電機包括初級20和次級30，其中初級20為方 形，套在次級30的外部，并且初級內表面與次級外表面之間存在氣隙，當初級20接入三相 電流后，與次級30磁耦合，產生軸向推力，形成往復直線運動。圖2為圖1的軸向剖視圖，初級20包括外殼21、絕緣片22、多個空心線圈23和固 定端環M。其中，外殼21由不導磁材料構成，絕緣片22由絕緣材料制成；空心線圈23沿 軸向繞接在外殼21的內表面上，并且與絕緣片22間隔排列，即兩相鄰的空心線圈23由絕 緣片22相隔；在初級20端部還設有能夠防止空心線圈繞組23沿軸向竄動的固定端環24， 固定端環M由不導磁材料制成；外殼21、絕緣片22、空心線圈23與固定端環M用灌封膠 封裝成一體。次級30包括環形的磁軛31、芯軸32、和多個永磁環33。其中，環形的磁軛31和永 磁環33分別套接在芯軸32上；永磁環33沿軸向充磁，并且彼此相鄰的兩個永磁環33的充 磁方向相反；彼此相鄰的兩個永磁環33之間用環形磁軛31間隔；次級端部還設有用于固 定永磁環33沿軸向竄動的的固定件34，固定件34由螺釘35兩端固定。環形磁軛31由導 磁材料制成；芯軸32和固定件34由非磁性材料制成。如圖2所示，永磁環33沿軸向充磁，彼此相鄰的兩個永磁環33的充磁方向相反， 交替粘接在環形的磁軛31上，將從永磁環33流出的磁通集中導向環形的磁軛31，經初級 20的空心線圈23，回到相鄰的磁軛，經相鄰的另一相反極性的永磁環構成磁回路。磁路中 的磁場與繞組匝鏈，即產生洛倫茨力；由于空心線圈23不存在無效端部，適當選擇空心線 圈的厚度，可使初級與次級充分藕合，產生最大推重比。為了產生最大匝鏈磁密，永磁環33與環形的磁軛31的厚度比選擇為5 1 4 1 ；另外，為了減小渦流阻尼，固定端環的壁厚25在保證足夠機械強度下，要盡可能小。本實用新型的最佳實施例已闡明，由本領域普通技術人員做出的各種變化或改型 都不會脫離本實用新型的范圍。
權利要求1.一種軸式直線電機，包括初級00)和次級(30)，初級00)套在次級(30)上，并且 初級OO)內表面與次級(30)外表面之間存在氣隙，以使次級(30)能夠沿軸向作直線運 動；初級00)包括外殼與線圈繞組，次級(30)包括沿軸向放置的芯軸(3 和套接在 芯軸(32)上并沿軸向充磁的永磁環(33)，其特征是所述的線圈繞組由至少一個空心線圈 (23)組成；所述的永磁環(3 至少有兩個，相鄰的永磁環(3 的充磁方向相反，相鄰的永 磁環(3 之間由磁軛(31)間隔。
2.根據權利要求1所述的一種軸式直線電機，其特征是所述的永磁環(3 與磁軛 (31)的軸向長度比為5 1 4 1。
3.根據權利要求1所述的一種軸式直線電機，其特征是所述的初級(30)的端部設有 能夠防止空心線圈03)沿軸向竄動的固定端環04)。
4.根據權利要求1所述的一種軸式直線電機，其特征是所述的次級OO)還包括能夠 防止永磁環(33)沿軸向竄動的固定件(34)。
5.根據權利要求3所述的一種軸式直線電機，其特征是所述的固定端環04)由非導 磁材料制成。
6.根據權利要求4所述的一種軸式直線電機，其特征是所述的固定件(34)由非導磁 材料制成。
7.根據權利要求1至6中任一權利要求所述的一種軸式直線電機，其特征是彼此相 鄰的兩個空心線圈03)之間用絕緣片02)間隔。
專利摘要本實用新型公開了一種軸式直線電機，包括初級和次級，初級套在次級上，并且初級內表面與次級外表面之間存在氣隙，以使次級能夠沿軸向作直線運動；初級包括外殼與線圈繞組，次級包括沿軸向放置的芯軸和套接在芯軸上并沿軸向充磁的永磁環，其特征是所述的線圈繞組由至少一個空心線圈組成；所述的永磁環至少有兩個，相鄰的永磁環的充磁方向相反，相鄰的永磁環之間由磁軛間隔。與現有技術相比，本實用新型軸式直線電機的初級與次級間不存在電磁吸力，也不存在齒槽定位力，而且推重比大。
文檔編號H02K41/02GK201854166SQ20102052942
公開日2011年6月1日 申請日期2010年9月10日 優先權日2010年9月10日
發明者廖有用, 張 杰, 楊炯, 黃彬彬 申請人:中國科學院寧波材料技術與工程研究所