一種Halbach永磁直線振蕩電機的制作方法
【專利說明】
[0001]【技術領域】
[0002]本實用新型涉及一種直線電機，具體涉及一種Halbach永磁直線振蕩電機，屬于電機技術領域。
[0003]【【背景技術】】
[0004]傳統的壓縮機通過曲柄連桿機構將旋轉電機的旋轉運動轉換成活塞的直線往復運動，存在系統結構復雜、摩擦損耗大、傳動效率低和可靠性差等缺點。而采用直線電機直接驅動活塞往復運動，可以省去中間轉換機構，提高傳動效率和可靠性。而如何進一步提高直線電機的推力或功率密度及運動行程一直是直線電機領域研究的重點問題。
[0005]中國專利申請號CN200610052853.5公開的一種采用永磁體結構的直線振蕩電機，該電機包括軸向串接的雙定子鐵芯及其繞組、動子、徑向充磁的永磁磁鋼、軸和軸承及機殼。該電機具有定子鐵芯疊裝方便，結構簡單的優點，但是雙定子鐵芯之間存在較大漏磁，影響推力密度和運動行程的進一步提高。
[0006]中國專利公開號CN101136576公開了一種在結構當中沒有彈簧系統而安全依靠磁路來實現圓柱形動子在空心定子內部進行直線往復運動的磁阻式直線振蕩電機。采用脈沖直流和單極性驅動電路進行工作。但此電機的推力密度較低，電源供電方式受到限制。
[0007]中國專利申請號為CN201210217597.6的文件中提出使用具有高的飽和磁感應值和大的導磁率的磁路材料來提高直線電機的磁通密度，從而來提高電機輸出推力。但這種方法對磁路的材料有著嚴格的要求，電機制造成本高，且制造不易。
[0008]因此，為解決上述技術問題，確有必要提供一種創新的Halbach永磁直線振蕩電機，以克服現有技術中的所述缺陷。
[0009]【【實用新型內容】】
[0010]為解決上述技術問題，本實用新型的目的在于一種磁通密度大，磁屏蔽性好，且不易漏磁的Halbach永磁直線振蕩電機。
[0011]為實現上述目的，本實用新型采取的技術方案為:一種Halbach永磁直線振蕩電機，其包括機殼、定子主鐵芯、動子鐵芯以及直線軸；其中，所述定子主鐵芯固持于機殼內，其上設置有繞組；所述動子鐵芯收容于機殼內，并和定子主鐵芯相對設置，其外側設置有Halbach陣列永磁體；所述直線軸貫穿所述機殼，其通過一對直線軸承樞接于機殼上；所述動子鐵芯固持于該直線軸上，并聯動所述直線軸。
[0012]本實用新型的Halbach永磁直線振蕩電機進一步設置為:所述定子主鐵芯設置有沿軸向設置的兩個；兩個定子主鐵芯上的繞組之間相互串接。
[0013]本實用新型的Halbach永磁直線振蕩電機進一步設置為:各定子主鐵芯上設有輔助小鐵芯。
[0014]本實用新型的Halbach永磁直線振蕩電機進一步設置為:所述動子鐵芯與直線軸承之間抵接有壓縮彈簧。
[0015]本實用新型的Halbach永磁直線振蕩電機還設置為:所述機殼的內側壁上設置有鐵芯槽，各定子主鐵芯嵌設在鐵芯槽內；于各定子主鐵芯的一側分別設有一限位塊。
[0016]與現有技術相比，本實用新型具有如下有益效果:
[0017]1.本實用新型的Halbach永磁直線振蕩電機使用Halbach陣列永磁體，可以使在動子主鐵芯使用普通材料時，在空氣隙產生更高的磁通密度，即Halbach陣列永磁體的單邊磁場特點；而且具有很好的磁屏蔽作用，可減小動子導磁軛厚度；從而提高了永磁體與導磁材料的利用率，使得永磁直線振蕩電機在同樣的單位材料下可以產生更大的推力。
[0018]2.本實用新型的Halbach永磁直線振蕩電機在定子旁增設了輔助小鐵芯，降低兩定子間隔處的漏磁，增強永磁直線振蕩電機在兩定子之間的氣隙磁密，提高了永磁體的利用率，同時擴大動子的運動行程。
[0019]【【附圖說明】】
[0020]圖1是本實用新型的Halbach永磁直線振蕩電機的剖面圖。
[0021]圖2是本實用新型的Halbach永磁直線振蕩電機的徑向充磁示意圖。
[0022]【【具體實施方式】】
[0023]請參閱說明書附圖1和附圖2所示，本實用新型為一種Halbach永磁直線振蕩電機，其由機殼1、定子主鐵芯2、動子鐵芯3以及直線軸4等幾部分裝配而成。
[0024]其中，所述定子主鐵芯2固持于機殼I內，其上設置有繞組5，所述定子主鐵芯2和繞組5共同組成定子。具體的說，所述定子主鐵芯2設置有沿軸向設置的兩個；兩個定子主鐵芯2上的繞組5之間相互串接。各定子主鐵芯2上設有輔助小鐵芯8，以降低兩定子間隔處的漏磁，增強永磁直線振蕩電機在兩定子之間的氣隙磁密，提高了永磁體的利用率，同時擴大動子的運動行程。
[0025]所述機殼I的內側壁上設置有鐵芯槽(未標號)，各定子主鐵芯2嵌設在鐵芯槽內；于各定子主鐵芯2的一側還分別設有一限位塊9，從而對定子主鐵芯2進行限位固定。
[0026]所述動子鐵芯3收容于機殼I內，并和定子主鐵芯2相對設置，其外側設置有Halbach陣列永磁體6。
[0027]所述直線軸4貫穿所述機殼1，其通過一對直線軸承7樞接于機殼I上。所述動子鐵芯3固持于該直線軸4上，并聯動所述直線軸4。所述動子鐵芯3與直線軸承7之間抵接有壓縮彈簧10，該壓縮彈簧10套設在動子鐵芯3與直線軸承7之間的直線軸4上，使得壓縮彈簧10的結構更加穩定。
[0028]本實用新型的Halbach永磁直線振蕩電機在實際使用時的步驟如下:
[0029]1)，Halbach陣列永磁體6產生勵磁磁場；
[0030]2)，繞組5產生的電樞磁場，使動子鐵芯3 —側勵磁磁場增強，另一側削弱，動子鐵芯3受到的電磁推力，使動子鐵芯3向增磁側運動；
[0031]3)，改變繞組5的電流方向，將產生反方向的電磁推力，進而帶動動子鐵芯3往復直線運動。
[0032]其中，所述動子鐵芯3的運動頻率與繞組5的通電電流頻率相同。
[0033]以上的【具體實施方式】僅為本創作的較佳實施例，并不用以限制本創作，凡在本創作的精神及原則之內所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本創作的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種Halbach永磁直線振蕩電機，其特征在于:包括機殼、定子主鐵芯、動子鐵芯以及直線軸；其中，所述定子主鐵芯固持于機殼內，其上設置有繞組；所述動子鐵芯收容于機殼內，并和定子主鐵芯相對設置，其外側設置有Halbach陣列永磁體；所述直線軸貫穿所述機殼，其通過一對直線軸承樞接于機殼上；所述動子鐵芯固持于該直線軸上，并聯動所述直線軸。2.如權利要求1所述的Halbach永磁直線振蕩電機，其特征在于:所述定子主鐵芯設置有沿軸向設置的兩個；兩個定子主鐵芯上的繞組之間相互串接。3.如權利要求1所述的Halbach永磁直線振蕩電機，其特征在于:各定子主鐵芯上設有輔助小鐵芯。4.如權利要求1所述的Halbach永磁直線振蕩電機，其特征在于:所述動子鐵芯與直線軸承之間抵接有壓縮彈簧。5.如權利要求1所述的Halbach永磁直線振蕩電機，其特征在于:所述機殼的內側壁上設置有鐵芯槽，各定子主鐵芯嵌設在鐵芯槽內；于各定子主鐵芯的一側分別設有一限位塊。
【專利摘要】本實用新型涉及一種Halbach永磁直線振蕩電機，其包括機殼、定子主鐵芯、動子鐵芯以及直線軸；其中，所述定子主鐵芯固持于機殼內，其上設置有繞組；所述動子鐵芯收容于機殼內，并和定子主鐵芯相對設置，其外側設置有Halbach陣列永磁體；所述直線軸貫穿所述機殼，其通過一對直線軸承樞接于機殼上；所述動子鐵芯固持于該直線軸上，并聯動所述直線軸。本實用新型的Halbach永磁直線振蕩電機使用Halbach陣列永磁體，可以獲得比常規磁體更大的氣隙磁通，而且具有很好的磁屏蔽作用，可減小動子導磁軛厚度。
【IPC分類】H02K1/27, H02K33/18
【公開號】CN204810114
【申請號】CN201520540672
【發明人】裴同豪, 雷美珍, 王立強, 夏永明
【申請人】浙江理工大學
【公開日】2015年11月25日
【申請日】2015年7月24日