一種圓筒型動鐵式永磁直線發電機的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種發電機，屬于電機技術領域，特別是一種圓筒型動鐵式永磁直線發電機。
【背景技術】
[0002]圓筒型直線發電機是直接將直線運動的機械能轉化為電能的發電機，省去中間多余的機械傳動機構，可靠性高，因此可以廣泛應用于直線運動發電領域。
[0003]現有的圓筒形直線發電機定子鐵芯采用矽鋼片周向疊壓、軟鐵材料加工或粉末軟磁復合材料壓制等方式制成，電樞繞組制成餅狀，嵌入定子鐵芯槽中。
[0004]上述圓筒形直線發電機存在著如下不足:
1.制造工藝復雜，成本高。
[0005]2.由于齒槽效應存在，電機推力波動大。
[0006]3.動子采用動磁式或動鐵式磁路結構。動磁式磁路結構復雜，質量重；動鐵式磁路結構簡單，質量比動磁式稍輕，但仍較重，且周向定位力小。
【發明內容】
[0007]本發明要解決的技術問題是針對上述現有技術的不足，而提供一種圓筒型動鐵式永磁直線發電機，該圓筒型動鐵式永磁直線發電機制作工藝簡單，推力波動小，周向定位力大。
[0008]另外，本申請還提供一種圓筒型動鐵式永磁直線發電機，該圓筒型動鐵式永磁直線發電機在不導致功率降低的前提下，能夠實現動子的進一步輕量化。
[0009]為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是:
一種圓筒型動鐵式永磁直線發電機，包括永磁定子和動子。
[0010]所述永磁定子包括多齒鐵芯、電樞繞組和永磁體，多齒鐵芯呈圓環狀，多齒鐵芯的內圓面沿圓周均布有偶數個齒靴一；電樞繞組纏繞在齒靴一的齒根上，永磁體固定在齒靴一的齒頂上。
所述動子的外圓面沿圓周方向均布有若干個凹槽，動子的內圓面沿圓周方向均布有與凹槽數量相等的凸臺；每個凸臺和每個凹槽均沿動子的徑向中心線對稱布置，凸臺與凹槽一一對應，且凸臺與凹槽兩者的徑向中心線相重合。
[0011]永磁定子套裝在動子的外周，動子的軸向長度小于整個永磁定子的軸向長度，動子能在永磁定子的軸向長度范圍內做往復運動。
[0012]位于相鄰兩個所述凸臺之間的動子內圓面上各設置有一個呈“喇叭口”形狀的異型孔，且每個異型孔均能形成稀疏磁鏈部位。
[0013]所述多齒鐵芯中齒靴一的齒頂上設置有用于將永磁體限位的限位裝置。
[0014]所述凸臺和凹槽的數量均與齒靴一的數量相等。
[0015]所述永磁定子包括至少兩個同軸設置的多齒鐵芯和至少一個隔磁橋，隔磁橋為非導磁材料，設置在相鄰兩個多齒鐵芯之間。
[0016]所述隔磁橋也呈圓環狀，在隔磁橋的內圓面沿圓周方向均布有與齒靴一數量相等的齒靴二；電樞繞組纏繞在齒靴一和齒靴二的齒根上。
[0017]所述齒靴二的內徑小于齒靴一的內徑，但大于永磁體的內徑。
[0018]每個所述永磁體的軸向長度均等于單個多齒鐵芯的軸向長度，沿軸向永磁體成對布置，沿周向相鄰兩個永磁體的磁化方向均相反。
[0019]所述動子的軸向長度大于單個多齒鐵芯軸向長度與隔磁橋軸向長度之和。
[0020]每個所述凸臺和每個凹槽均呈弧形。
[0021]本發明采用上述結構后，具有如下有益效果:
1.永磁定子采用通用旋轉電機制作工藝，工藝簡單，制造成本低。永磁體位于永磁定子內側，裝配簡單、可靠、耐沖擊性強、易于散熱。因此，能夠廣泛用于往復短行程圓筒型永磁直線發電機領域中。
[0022]2.動子外周凹槽的設置，能使動子周向定位力大，能實現動子的周向定位，提高直線發電機的振蕩頻率及響應速度。
[0023]3.動子的軸向長度小于整個永磁定子的軸向長度，故動子與永磁體之間的軸向磁導變化不大，軸向定位力小，也即系統推力波動小。
[0024]4.上述凸臺及異型孔的設置，在不導致功率降低的前提下，通過磁路優化，使動子能夠進一步的輕量化。
【附圖說明】
[0025]圖1顯示了本發明圓筒型動鐵式永磁直線發電機正視圖。
[0026]圖2顯示了本發明圓筒型動鐵式永磁直線發電機A-A剖視圖。
[0027]圖3顯示了本發明圓筒型動鐵式永磁直線發電機的永磁定子立體示意圖。
[0028]圖4顯示了本發明圓筒型動鐵式永磁直線發電機的多齒鐵芯正視圖。
[0029]圖5顯示了本發明圓筒型動鐵式永磁直線發電機的永磁體沿徑向剖開平面展開分布示意圖。
[0030]圖6顯示了本發明圓筒型動鐵式永磁直線發電機的隔磁橋正視圖。
[0031]圖7顯示了本發明圓筒型動鐵式永磁直線發電機的動子正視圖。
[0032]圖8顯示了本發明圓筒型動鐵式永磁直線發電機的動子立體示意圖。
[0033]圖9顯示了電樞繞組未通電時，本發明圓筒型動鐵式永磁直線發電機的磁鏈示意圖(動子不包括凹槽及凸臺)。
[0034]圖10顯示了電樞繞組未通電時，本發明圓筒型動鐵式永磁直線發電機的磁鏈示意圖(動子僅包括凹槽)。
[0035]圖11顯示了電樞繞組未通電時，本發明圓筒型動鐵式永磁直線發電機的磁鏈示意圖(動子包括凹槽及凸臺)。
[0036]圖12顯示了高負荷相應的電流流經電樞繞組時，本發明圓筒型動鐵式永磁直線發電機的磁鏈示意圖(動子包括凹槽及凸臺)。
[0037]圖13顯不了在尚負荷時具有稀疏磁鏈部位L的磁鏈不意圖。
[0038]其中有: 100.永磁定子；
101.多齒鐵芯；102.電樞繞組；103.永磁體；104.隔磁橋；105.限位凸臺；106.齒靴一 ；107.齒靴二 ；108.齒根；109.齒頂；
200.動子；
201.徑向中心線；202.凸臺；203.凹槽；204.異型孔。
[0039]另外，圖中，L表示為稀疏磁鏈部位；H表示為高密度磁鏈部位。
【具體實施方式】
[0040]下面結合附圖和具體較佳實施方式對本發明作進一步詳細的說明。
[0041]如圖1所不，一種圓筒型動鐵式永磁直線發電機，包括永磁定子100和動子200。
[0042]如圖1、圖2和圖3所示，永磁定子100包括多齒鐵芯101、電樞繞組102、永磁體103和隔磁橋104。
[0043]多齒鐵芯101的數量，可以根據實際需要進行設定，優選至少有兩個，進一步優選為兩個。多個多齒鐵芯101均同軸設置，隔磁橋104設置在相鄰兩個多齒鐵芯101之間。
[0044]每個多齒鐵芯101均優選由矽鋼片沿軸向疊壓而成，每個多齒鐵芯101均呈圓環狀。
[0045]如圖4所示，所述多齒鐵芯101，多齒鐵芯101的內圓面沿圓周均布有偶數個齒靴一 106，優選為6個。
[0046]如圖6所示，隔磁橋104為非導磁材料，隔磁橋104也呈圓環狀，在隔磁橋104的內圓面沿圓周方向均布有與齒靴一 106數量相等的齒靴二 107。
[0047]齒靴一 106和齒靴二 107均包括齒根108和齒頂109，齒頂109向著圓心方向。齒靴一 106和齒靴二 107的齒根108和齒頂109尺寸均相同。
[0048]當多齒鐵芯101僅有一個時，直接將電樞繞組102纏繞在齒靴一 106的齒根108
上即可。
[0049]當多齒鐵芯101為兩個以上時，電樞繞組102將纏繞在齒靴一 106和齒靴二 107的齒根108上，從而工藝簡單。
[0050]永磁體103固定在齒靴一 106的齒頂109上。齒靴一 106的齒頂109上優選設置有用于將永磁體103限位的限位裝置。
[0051]上述限位裝置優選為如圖4所示的限位凸臺105，限位凸臺105高度優選小于永磁體103的高度。在永磁體103裝配過程中，能起到周向定位作用，無需裝