專利名稱：一種永磁同步直線電機的制作方法
技術領域：
本發明涉及直線電機技術領域，尤其涉及一種永磁同步直線電機。
背景技術：
永磁同步直線電機因具有無接觸傳動的優點而廣泛應用于高速、精密先進制造裝 備，例如機床加工中心等。但是，現有的永磁同步直線電機的初級與次級之間存在電磁吸 力，電機結構容易變形，給電機的安全運行帶來不利影響。另外，電機繞組溫度升高，一方面會加速電機絕緣材料的老化，影響電機壽命 ’另 一方面，電機溫度傳遞至負載，將影響精密設備的精度及穩定性。

發明內容
本發明的目的是針對現有技術的不足，提供一種永磁同步直線電機，能夠有效減 小因初級與次級之間電磁吸力引起的電機結構變形，另外提供一種該永磁同步直線電機的 優選結構，該優選結構由于設置了冷卻裝置，能夠同時降低電機的溫度，以及電機溫度升高 對負載的影響。本發明實現上述目的所采用的技術方案是一種永磁同步直線電機，包括初級和 次級，次級相對初級作直線運動；其中，初級包括初級底板和放置在初級底板上的至少一個 鐵芯齒，鐵芯齒上纏繞著繞組線圈，彼此相鄰的繞組線圈之間絕緣隔離；次級包括次級底 板、磁軛、緊固件和多個大小形狀完全相同的永磁體，永磁體的橫截面呈帶有四個相同倒角 的長方形，多個永磁體依N、S極交替排列在磁軛表面形成矩陣式永磁陣列，并且彼此相鄰 的四個永磁體形成一個沉孔，緊固件通過沉孔將永磁體固定在次級底板上。上述緊固件可以是緊固螺釘，相應地，永磁體的橫截面的倒角可以是圓弧形倒角， 使緊固螺釘通過圓弧形倒角形成的沉孔將永磁體固定在磁軛的表面。作為優選，本發明一種永磁同步直線電機還設置冷卻裝置以降低電機溫度，保證 電機及電機負載安全可靠地運行。冷卻裝置包括電機冷卻和精密冷卻，其中電機冷卻直接 冷卻繞組線圈，精密冷卻是為了防止經電機冷卻后的電機溫度通過初級底板傳遞到負載。 冷卻裝置的具體實現方案為上述繞組線圈的底部位置設置第一冷卻管，該第一冷卻管經導熱脂與繞組線圈底 面形成熱傳遞通道，構成電機冷卻，冷卻繞組線圈；上述初級底板和鐵芯齒的接觸面之間設置第二冷卻管，該第二冷卻管由導熱脂與 初級底板形成熱傳遞通道，構成精密冷卻，以減緩經電機冷卻后的電機溫度經初級底板傳 遞到負載。上述第一冷卻管優選為扁平狀結構，以增大第一冷卻管與繞組線圈的接觸面積， 提高冷卻效果。上述第二冷卻管優選為扁平狀結構，以增大第二冷卻管與初級底板間的接觸面 積，提高冷卻效果。
與現有技術相比，本發明一種永磁同步直線電機因采用緊固件將永磁體固定在次 級底板上，有效減小了因初級與次級間電磁吸力引起的電機結構變形，保證電機正常工作。 另外，作為優選，本發明一種永磁同步直線電機還設置了冷卻裝置，具有降低電機溫度以及 減緩電機溫度經初級底板傳遞到負載的作用。


圖1為本發明一實施例的組成結構示意圖；圖2為圖1的剖面圖；圖3為圖1中次級部分的俯視圖；圖4為本發明實施例中的冷卻裝置示意圖。
具體實施例方式以下將結合附圖及實施例對本發明作進一步詳細描述。圖1至圖4是本發明一種永磁同步直線電機的一種結構示意圖，其中的附圖標記 為初級20、繞組線圈21、鐵芯齒22、線圈骨架23、槽鍥24、初級底板25、第一冷卻銅管26、 第二冷卻通管27、第一快速接頭30、第二快速接頭31、第三快速接頭32、第四快速接頭33、 次級40、永磁體41、倒角42、磁軛43、沉孔44。如圖1所示，本實施一種永磁同步直線電機包括初級20和次級40，次級40相對初 級20作直線運動。如圖2所示，初級20包括初級底板25、并列放置在初級底板25上的多 個鐵芯齒22，鐵芯齒22上纏繞著繞組線圈21，彼此相鄰的繞組線圈21之間經繞組線圈骨 架23絕緣，構成完整的繞組后由槽鍥24固定；繞組線圈21的底部位置放置由銅制成的第 一冷卻管26，第一冷卻管26經導熱脂與繞組線圈21底面形成熱傳遞通道，構成電機冷卻， 冷卻繞組線圈21 ；如圖4所示，初級底板25和鐵芯齒22的接觸面之間設置由銅制成的第 二冷卻管27，第二冷卻管27由導熱脂固定在初級底板25上，與初級底板25形成熱傳遞通 道，構成精密冷卻，減緩電機升溫傳遞到負載。如圖3所示，次級40包括磁軛43、緊固件和多個大小形狀完全相同的永磁體41， 永磁體41的橫截面呈帶有四個相同的圓形倒角42的長方形，永磁體41依N、S極交替排列， 構成矩陣式永磁陣列粘接在磁軛43上形成次級模塊，若干次級模塊拼接，即構成給定行程 的次級40。彼此相鄰的四個永磁體41的倒角42形成一個沉孔44，用于放置緊固件，本實 施例中的緊固件是緊固螺釘，緊固螺釘將次級固定在次級底板上，從而最大限度地降低次 級40因電磁吸力發生變形，確保電機的安全運行。如圖4所示，冷卻介質經第一快速接頭30進入第二冷卻管27，在與負載接觸的初 級底板25循環后，經第二快速接頭31流出，減緩電機發熱向負載傳遞，實現精密冷卻。從 精密冷卻第二快速接頭31流出的冷卻液，經第三快速接頭32進入第一冷卻管26，流經所有 的繞組線圈21的底面，從第四快速接頭33回流到冷卻泵，完成繞組線圈21的冷卻。冷卻 介質通常為冷卻水或冷卻油。本發明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 會脫離本發明的范圍。
權利要求
一種永磁同步直線電機，包括初級(20)和次級(40)，次級(40)相對初級(20)作直線運動，其特征是所述的初級(20)包括初級底板(25)和放置在初級底板(25)上的至少一個鐵芯齒(22)，鐵芯齒(22)上纏繞著繞組線圈(21)，彼此相鄰的繞組線圈(21)之間絕緣隔離；所述的次級(40)包括次級底板、磁軛(43)、緊固件和多個大小形狀完全相同的永磁體(41)，所述的永磁體(41)的橫截面呈帶有四個相同倒角(42)的長方形，多個永磁體(41)依極性交替排列在磁軛(43)表面形成矩陣式永磁陣列，并且彼此相鄰的四個永磁體(41)形成一個沉孔(44)，所述的緊固件通過沉孔(44)將永磁體(41)固定在次級底板上。
2.根據權利要求1所述的一種永磁同步直線電機，其特征是所述的繞組線圈(21)底 部設置第一冷冷卻管(26)，所述的第一冷卻管(26)經導熱脂與繞組線圈(21)底面形成熱 傳遞通道。
3.根據權利要求1或2所述的一種永磁同步直線電機，其特征是所述的初級底板 (25)和鐵芯齒(22)的接觸面之間設置第二冷卻管(27)，所述的第二冷卻管(27)由導熱脂 與初級底板(25)形成熱傳遞通道。
4.根據權利要求1或2所述的一種永磁同步直線電機，其特征是所述的倒角(42)為 圓弧形倒角。
5.根據權利要求2所述的一種永磁同步直線電機，其特征是所述的第一冷卻管(26) 為扁平狀結構。
6.根據權利要求3所述的一種永磁同步直線電機，其特征是所述的倒角(42)為圓弧 形倒角。
7.根據權利要求3所述的一種永磁同步直線電機，其特征是所述的第二冷卻管(27) 為扁平狀結構。
全文摘要
本發明公開了一種永磁同步直線電機，采用多個大小形狀完全相同，橫截面呈帶有四個相同倒角的長方形的永磁體在磁軛表面形成矩陣式永磁陣列，并且彼此相鄰的四個永磁體形成一個沉孔，緊固件通過沉孔將永磁體固定在次級底板上。與現有技術相比，本發明一種永磁同步直線電機因采用緊固件將永磁體固定在次級底板上，有效減小了因初級與次級間電磁吸力引起的電機結構變形，保證電機正常工作。另外，作為優選，本發明一種永磁同步直線電機還設置了冷卻裝置，具有降低電機溫度以及減緩電機溫度經初級底板傳遞到負載的作用。
文檔編號H02K41/03GK101951115SQ20101029088
公開日2011年1月19日 申請日期2010年9月21日 優先權日2010年9月21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