一种永磁同步直线电机

摘要

本发明公开了一种永磁同步直线电机，采用多个大小形状完全相同，横截面呈带有四个相同倒角的长方形的永磁体在磁轭表面形成矩阵式永磁阵列，并且彼此相邻的四个永磁体形成一个沉孔，紧固件通过沉孔将永磁体固定在次级底板上。与现有技术相比，本发明一种永磁同步直线电机因采用紧固件将永磁体固定在次级底板上，有效减小了因初级与次级间电磁吸力引起的电机结构变形，保证电机正常工作。另外，作为优选，本发明一种永磁同步直线电机还设置了冷却装置，具有降低电机温度以及减缓电机温度经初级底板传递到负载的作用。

权利要求

1.一种永磁同步直线电机，包括初级(20)和次级(40)，次级(40)相对初级(20)作直线运动，其特征是：所述的初级(20)包括初级底板(25)和放置在初级底板(25)上的至少一个铁芯齿(22), 铁芯齿(22)上缠绕着绕组线圈(21)，彼此相邻的绕组线圈(21)之间绝缘隔离；所述的次级(40)包括次级底板、磁轭(43)、紧固件和多个大小形状完全相同的永磁体(41)，所述的永磁体(41)的横截面呈带有四个相同倒角(42)的长方形，多个永磁体(41) 依极性交替排列在磁轭(43)表面形成矩阵式永磁阵列，并且彼此相邻的四个永磁体(41)形成一个沉孔(44)，所述的紧固件通过沉孔(44)将永磁体(41)固定在次级底板上；

所述的绕组线圈(21)底部设置第一冷却管(26)，所述的第一冷却管(26)经导热脂与绕组线圈(21)底面形成热传递通道；所述的初级底板(25)和铁芯齿(22)的接触面之间设置第二冷却管(27)，所述的第二冷却管(27)由导热脂与初级底板(25)形成热传递通道；来自冷却泵的冷却介质通过第一快速接头（30）进入第二冷却管（27）循环，然后经第二快速接头（31）流出后通过第三快速接头（32）进入第一冷却管（26）循环，最后经第四快速接头（33）回流到冷却泵。

2.根据权利要求1所述的一种永磁同步直线电机，其特征是：所述的倒角(42)为圆弧形倒角。

3.根据权利要求1所述的一种永磁同步直线电机，其特征是：所述的第一冷却管(26)为扁平状结构。

4.根据权利要求1所述的一种永磁同步直线电机，其特征是：所述的第二冷却管(27)为扁平状结构。

说明书

一种永磁同步直线电机

技术领域

[0001] 本发明涉及直线电机技术领域，尤其涉及一种永磁同步直线电机。

背景技术

[0002] 永磁同步直线电机因具有无接触传动的优点而广泛应用于高速、精密先进制造装备，例如机床加工中心等。但是，现有的永磁同步直线电机的初级与次级之间存在电磁吸力，电机结构容易变形，给电机的安全运行带来不利影响。

[0003] 另外，电机绕组温度升高，一方面会加速电机绝缘材料的老化，影响电机寿命；另一方面，电机温度传递至负载，将影响精密设备的精度及稳定性。

发明内容

[0004] 本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种永磁同步直线电机，能够有效减小因初级与次级之间电磁吸力引起的电机结构变形，另外提供一种该永磁同步直线电机的优选结构，该优选结构由于设置了冷却装置，能够同时降低电机的温度，以及电机温度升高对负载的影响。

[0005] 本发明实现上述目的所采用的技术方案是：一种永磁同步直线电机，包括初级和次级，次级相对初级作直线运动；其中，初级包括初级底板和放置在初级底板上的至少一个铁芯齿，铁芯齿上缠绕着绕组线圈，彼此相邻的绕组线圈之间绝缘隔离；次级包括次级底板、磁轭、紧固件和多个大小形状完全相同的永磁体，永磁体的横截面呈带有四个相同倒角的长方形，多个永磁体依N、S极交替排列在磁轭表面形成矩阵式永磁阵列，并且彼此相邻的四个永磁体形成一个沉孔，紧固件通过沉孔将永磁体固定在次级底板上。

[0006] 上述紧固件可以是紧固螺钉，相应地，永磁体的横截面的倒角可以是圆弧形倒角，使紧固螺钉通过圆弧形倒角形成的沉孔将永磁体固定在磁轭的表面。

[0007] 作为优选，本发明一种永磁同步直线电机还设置冷却装置以降低电机温度，保证电机及电机负载安全可靠地运行。冷却装置包括电机冷却和精密冷却，其中电机冷却直接冷却绕组线圈，精密冷却是为了防止经电机冷却后的电机温度通过初级底板传递到负载。冷却装置的具体实现方案为：

[0008] 上述绕组线圈的底部位置设置第一冷却管，该第一冷却管经导热脂与绕组线圈底面形成热传递通道，构成电机冷却，冷却绕组线圈；

[0009] 上述初级底板和铁芯齿的接触面之间设置第二冷却管，该第二冷却管由导热脂与初级底板形成热传递通道，构成精密冷却，以减缓经电机冷却后的电机温度经初级底板传递到负载。

[0010] 上述第一冷却管优选为扁平状结构，以增大第一冷却管与绕组线圈的接触面积，提高冷却效果。

[0011] 上述第二冷却管优选为扁平状结构，以增大第二冷却管与初级底板间的接触面积，提高冷却效果。

[0012] 与现有技术相比，本发明一种永磁同步直线电机因采用紧固件将永磁体固定在次级底板上，有效减小了因初级与次级间电磁吸力引起的电机结构变形，保证电机正常工作。另外，作为优选，本发明一种永磁同步直线电机还设置了冷却装置，具有降低电机温度以及减缓电机温度经初级底板传递到负载的作用。

附图说明

[0013] 图1为本发明一实施例的组成结构示意图；

[0014] 图2为图1的剖面图；

[0015] 图3为图1中次级部分的俯视图；

[0016] 图4为本发明实施例中的冷却装置示意图。

具体实施方式

[0017] 以下将结合附图及实施例对本发明作进一步详细描述。

[0018] 图1至图4是本发明一种永磁同步直线电机的一种结构示意图，其中的附图标记为：初级20、绕组线圈21、铁芯齿22、线圈骨架23、槽锲24、初级底板25、第一冷却铜管26、第二冷却通管27、第一快速接头30、第二快速接头31、第三快速接头32、第四快速接头33、次级40、永磁体41、倒角42、磁轭43、沉孔44。

[0019] 如图1所示，本实施一种永磁同步直线电机包括初级20和次级40，次级40相对初级20作直线运动。如图2所示，初级20包括初级底板25、并列放置在初级底板25上的多个铁芯齿22，铁芯齿22上缠绕着绕组线圈21，彼此相邻的绕组线圈21之间经绕组线圈骨架23绝缘，构成完整的绕组后由槽锲24固定；绕组线圈21的底部位置放置由铜制成的第一冷却管26，第一冷却管26经导热脂与绕组线圈21底面形成热传递通道，构成电机冷却，冷却绕组线圈21；如图4所示，初级底板25和铁芯齿22的接触面之间设置由铜制成的第二冷却管27，第二冷却管27由导热脂固定在初级底板25上，与初级底板25形成热传递通道，构成精密冷却，减缓电机升温传递到负载。

[0020] 如图3所示，次级40包括磁轭43、紧固件和多个大小形状完全相同的永磁体41，永磁体41的横截面呈带有四个相同的圆形倒角42的长方形，永磁体41依N、S极交替排列，构成矩阵式永磁阵列粘接在磁轭43上形成次级模块，若干次级模块拼接，即构成给定行程的次级40。彼此相邻的四个永磁体41的倒角42形成一个沉孔44，用于放置紧固件，本实施例中的紧固件是紧固螺钉，紧固螺钉将次级固定在次级底板上，从而最大限度地降低次级40因电磁吸力发生变形，确保电机的安全运行。

[0021] 如图4所示，冷却介质经第一快速接头30进入第二冷却管27，在与负载接触的初级底板25循环后，经第二快速接头31流出，减缓电机发热向负载传递，实现精密冷却。从精密冷却第二快速接头31流出的冷却液，经第三快速接头32进入第一冷却管26，流经所有的绕组线圈21的底面，从第四快速接头33回流到冷却泵，完成绕组线圈21的冷却。冷却介质通常为冷却水或冷却油。

[0022] 本发明的最佳实施例已阐明，由本领域普通技术人员做出的各种变化或改型都不会脱离本发明的范围。