专利名称：一种主动磁浮支承圆筒型直线电机的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及一种电机，特别是涉及一种主动磁浮支承圆筒型直线电机。
背景技术：
在一些微电子制造及生物制造领域，对设备运动精度和作业洁净度都提出了很高 要求。机械直线轴承中机械摩擦带来的磨损、低速爬行、润滑液污染等不利影响，运动精度 和动态响应能力低。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种可实现无接触的磁浮直线运动，能有效提 高系统的运动精度和动态响应能力的主动磁浮支承圆筒型直线电机。为了解决上述技术问题，本发明提供的主动磁浮支承圆筒型直线电机，包括直线 电机定子铁芯、直线电机长定子线圈绕组、电机动子主轴和环形永久磁铁阵列，所述的直线 电机定子铁芯的左端设有左端磁轴承定子铁芯，右端设有右端磁轴承定子铁芯，所述的左 端磁轴承定子铁芯上设有左端磁轴承定子铁芯线圈绕组，所述的电机动子主轴的左端上设 有左直线磁轴承动子铁芯导磁环和左磁环挡块，在所述的直线电机定子铁芯的左端在垂直 和水平方向各放置一个作用于所述的左直线磁轴承动子铁芯导磁环的左磁轴承气隙位移 传感器，所述的电机动子主轴的右端上设有右直线磁轴承动子铁芯导磁环，所述的右端磁 轴承定子铁芯上设有右端磁轴承定子铁芯线圈绕组，所述的右端磁轴承定子铁芯在垂直和 水平方向各放置一个作用于所述的右直线磁轴承动子铁芯导磁环的右磁轴承气隙位移传 感器，所述的电机动子主轴上设有直线光栅标尺，在所述的右端磁轴承定子铁芯上设有读 取所述的直线光栅标尺数据的直线光栅读数头。左直线磁轴承动子铁芯导磁环和左磁环挡块通过左侧轴向紧固螺钉安装在所述 的电机动子主轴的左端上。所述的右直线磁轴承动子铁芯导磁环通过右侧轴向紧固螺钉所述的电机动子主 轴的右端上。所述的直线光栅读数头通过紧固螺钉安装在所述的右端磁轴承定子铁芯上。所述的左端磁轴承定子铁芯通过左紧固螺钉安装在直线电机定子铁芯的左端。所述的右端磁轴承定子铁芯通过右紧固螺钉安装在直线电机定子铁芯的右端。所述的直线电机定子铁芯为长定子，所述的电机动子主轴为短动子。采用上述技术方案的主动磁浮支承圆筒型直线电机，主动磁轴承通过控制铁芯线 圈中的电流以调节电磁力将动子悬浮起来，使动子和定子之间没有任何机械接触，具有无 摩擦、无磨损、无需润滑、寿命长、支承力可控、刚度阻尼可调并可在线监测等一系列优点。 将磁轴承代替机械轴承形成一种新型磁浮直线驱动电机，可消除动子与定子间机械摩擦的 影响，提高电机动态响应能力和运动精度，并且因为无机械磨损，无需润滑油，特别适应于 洁净度要求高的工作环境。应用电机现代交流伺服控制技术，可使系统达到极高的运动精
3度和运动速度。综上所述，本发明是一种可实现无接触的磁浮直线运动，能有效提高系统的运动 精度和动态响应能力的主动磁浮支承圆筒型直线电机。
图1是本发明结构示意图；图2是图1的A向视图。
具体实施例方式下面结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步说明。参见图1和图2，直线电机定子铁芯9上设有直线电机长定子线圈绕组12，电机动 子主轴3上设有环形永久磁铁阵列10和隔磁环11，左端磁轴承定子铁芯6通过左紧固螺 钉5安装在直线电机定子铁芯9的左端，右端磁轴承定子铁芯18通过右紧固螺钉15安装 在直线电机定子铁芯9的右端，左端磁轴承定子铁芯6上设有左端磁轴承定子铁芯线圈绕 组4，电机动子主轴3的左端通过左侧轴向紧固螺钉1设有左直线磁轴承动子铁芯导磁环2 和左磁环挡块8，在直线电机定子铁芯9的左端在垂直和水平方向各放置一个作用于左直 线磁轴承动子铁芯导磁环2的左磁轴承气隙位移传感器7，电机动子主轴3的右端通过右侧 轴向紧固螺钉17设有右直线磁轴承动子铁芯导磁环13，右端磁轴承定子铁芯18上设有右 端磁轴承定子铁芯线圈绕组14，右端磁轴承定子铁芯18在垂直和水平方向各放置一个作 用于右直线磁轴承动子铁芯导磁环13的右磁轴承气隙位移传感器16，电机动子主轴3上设 有直线光栅标尺19，在右端磁轴承定子铁芯18上通过紧固螺钉21安装有读取直线光栅标 尺19数据的直线光栅读数头20。参见图1和图2，本发明的磁浮直线电机主要由两个主动磁浮轴承和一个圆筒型 永磁交流直线伺服电机组成，左直线磁轴承动子铁芯导磁环2和右直线磁轴承动子铁芯导 磁环13为高磁导率软磁材料如硅钢叠片或工业纯铁、低碳钢等，电机动子主轴3为非导磁 材料如高强度铝合金、奥氏体不锈钢等，左端磁轴承定子铁芯线圈绕组4和右端磁轴承定 子铁芯线圈绕组14为铜导线，左端磁轴承定子铁芯6为硅钢叠片或工业纯铁、低碳钢，为高 磁导率软磁金属材料，其上开有放置线圈绕组的“U”形槽。每个磁轴承在垂直和水平方向 各放置一个磁轴承气隙位移传感器，左磁环挡块8为非导磁材料，直线电机定子铁芯9为高 磁导率软磁材料，内侧开有放置线圈的环形槽。本发明采用长定子、短动子结构。环形永久 磁铁阵列10极化方向如图箭头所示，相邻磁环极化方向交错排列，磁环为铁氧体永久磁铁 或钕铁硼、钐钴等高磁能积稀土永磁铁。磁化方向可以是径向或轴向，磁极布置方式按图示 箭头所示极化方向相间排列。隔磁环11为非导磁材料(如铝合金、聚碳酸酯PC、聚四氟乙 烯等)。直线电机长定子线圈绕组12为120°电角度差对称可控三相电流。右端磁轴承定 子铁芯18为高磁导率软磁金属材料。本发明的主要特点为1、取消了机械接触式直线移动轴承，代之以两个可在轴向滑移的主动磁悬浮轴 承。由于磁轴承定子与动子之间无机械接触，靠控制其电磁吸力使电机动子处于稳定悬浮 状态，具有无摩擦、无磨损、无需润滑、寿命长、支承力可控、刚度阻尼可调，安装维护方便等
4优点。2、为避免磨损和冲击，磁浮直线电机工作时应确保磁轴承先处于稳定悬浮状态， 在动子浮起来之后再控制直线电机前后移动。3、由于直线电机线圈电流采用交流驱动，而磁轴承为直流驱动，且磁轴承系统与 直线电机系统在结构设计上保持了相距较远的距离，两者之间的相互耦合影响很小，控制 系统可独立设计。4、本发明只设计了一维直线运动。由于采用了线性反馈元件(光栅尺)，为防止动 子轴扭转，动子轴后端及定子后端设计了带方型轴和孔相配合，以确保移动轴只有轴向平 移运动，而无法旋转。方型孔和轴之间的气隙略大于磁悬浮气隙。5、由于动子与定子之间无机械接触，磁浮力与直线驱动力作用方向相互垂直，相 互间无耦合影响，无摩擦和反向间隙作用，主动磁轴承间隙精度控制准确，故系统直线运动 响应迅速，系统运动精度高。6、为提高运动加速度，减少动子质量，本发明采用长定子、短动子结构，加长行程 靠增加定子长度和直线磁轴承动子长度，动子上非导磁材料采用轻金属(如铝、镁合金)或 非金属材料(如橡胶、塑料等)。7、磁浮直线运动系统无机械磨损产生的颗粒，无需润滑系统，特别适于高速、高 精、高洁净度要求直线进给运动系统。
权利要求
一种主动磁浮支承圆筒型直线电机，包括直线电机定子铁芯(9)、直线电机长定子线圈绕组(12)、电机动子主轴(3)和环形永久磁铁阵列(10)，其特征是所述的直线电机定子铁芯(9)的左端设有左端磁轴承定子铁芯(6)，右端设有右端磁轴承定子铁芯(18)，所述的左端磁轴承定子铁芯(6)上设有左端磁轴承定子铁芯线圈绕组(4)，所述的电机动子主轴(3)的左端上设有左直线磁轴承动子铁芯导磁环(2)和左磁环挡块(8)，在所述的直线电机定子铁芯(9)的左端在垂直和水平方向各放置一个作用于所述的左直线磁轴承动子铁芯导磁环(2)的左磁轴承气隙位移传感器(7)，所述的电机动子主轴(3)的右端上设有右直线磁轴承动子铁芯导磁环(13)，所述的右端磁轴承定子铁芯(18)上设有右端磁轴承定子铁芯线圈绕组(14)，所述的右端磁轴承定子铁芯(18)在垂直和水平方向各放置一个作用于所述的右直线磁轴承动子铁芯导磁环(13)的右磁轴承气隙位移传感器(16)，所述的电机动子主轴(3)上设有直线光栅标尺(19)，在所述的右端磁轴承定子铁芯(18)上设有读取所述的直线光栅标尺(19)数据的直线光栅读数头(20)。
2.根据权利要求1所述的主动磁浮支承圆筒型直线电机，其特征是所述的左直线磁 轴承动子铁芯导磁环(2)和左磁环挡块(8)通过左侧轴向紧固螺钉(1)安装在所述的电机 动子主轴(3)的左端上。
3.根据权利要求1或2所述的主动磁浮支承圆筒型直线电机，其特征是所述的右直 线磁轴承动子铁芯导磁环(13)通过右侧轴向紧固螺钉(17)所述的电机动子主轴(3)的右 端上。
4.根据权利要求1或2所述的主动磁浮支承圆筒型直线电机，其特征是所述的直线 光栅读数头(20)通过紧固螺钉(21)安装在所述的右端磁轴承定子铁芯(18)上。
5.根据权利要求1或2所述的主动磁浮支承圆筒型直线电机，其特征是所述的左端 磁轴承定子铁芯(6)通过左紧固螺钉(5)安装在直线电机定子铁芯(9)的左端。
6.根据权利要求1或2所述的主动磁浮支承圆筒型直线电机，其特征是所述的右端 磁轴承定子铁芯(18)通过右紧固螺钉(15)安装在直线电机定子铁芯(9)的右端。
7.根据权利要求1或2所述的主动磁浮支承圆筒型直线电机，其特征是所述的直线 电机定子铁芯(9)为长定子，所述的电机动子主轴(3)为短动子。
全文摘要
本发明公开了一种主动磁浮支承圆筒型直线电机。该直线电机包括磁轴承定子铁芯及线圈绕组、动子铁芯、气隙位置检测传感器、圆筒型直线电机定子及动子永磁环阵列、直线位移传感器、紧固螺钉及相应的磁浮及直线驱动系统。采用主动磁轴承支承电机动子，使动子与定子之间没有机械接触，减小了摩擦(理论上没有摩擦)，无需提供润滑油，比机械轴承支承电机具有更好的动态性能，易于维护，寿命长。通过控制参数的调节，磁轴承刚度、阻尼可调，精度较高。
文档编号H02N15/00GK101976989SQ20101029962
公开日2011年2月16日 申请日期2010年10月8日 优先权日2010年10月8日
发明者周英, 李群明, 邓华, 韩雷 申请人:中南大学