一种永磁直线电机的侧向受力自复位结构

1.本发明涉及直线电作动技术、推拉门驱动和直线电机领域，具体涉及一种永磁直线电机的侧向受力自复位结构。


背景技术：

2.直线电机在工作时出现的侧向偏移是一种常见问题，会造成气隙磁密、涡流、力等性能参数的畸变，因此在传统的轨道式推拉门或者直线电作动中是通过限位结构限制动子在侧向的位移；这种限位结构对动子的磨损和摩擦损耗比较大，所需的安装空间和成本也比较大。因此本发明提出了一种永磁直线电机的侧向受力自复位结构，通过永磁体的交错提供侧向磁拉力，磁拉力随侧向位移变大而增大，不仅可以快速自主复位，而且复位的稳定性好。这种侧向磁拉力是由定子和动子之间的结构产生，比其他的侧向磁拉力复位控制更加简单高效。由于永磁体的交错排列，也减少了永磁体的用量。


技术实现要素：

3.本发明所要解决的技术问题是针对背景技术的缺陷，提出了一种永磁直线电机的侧向受力自复位结构，适合直线电作动和推拉结构驱动的需求，解决了传统直线电机的侧向限位结构控制困难的问题，进一步简化了直线驱动系统的结构和减轻了直线驱动系统的重量。不仅具有结构简单、响应快和稳定性好的优势，同时也具有降低成本减少永磁体用量的作用，具有广阔的市场应用前景。
4.本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案如下：
5.永磁直线电机的侧向受力自复位结构是安装在直线电机动子背铁上的永磁体n极和s极交错排布的结构，通过n极永磁体和s极永磁体在定子铁芯两侧的错位凸出排布，在动子的侧向产生磁拉力。
6.按照上述方案进一步地改进，直线电机背铁宽度比定子铁芯宽度稍宽，n极永磁体和s极永磁体的宽度小于背铁宽度。
7.进一步地，n极永磁体的一侧垂直面超过定子铁芯的一侧垂直面，而n极永磁体的另一侧垂直面不超过定子铁芯的另一侧垂直面。s极永磁体的一侧垂直面超过定子铁芯的另一侧垂直面，即n极永磁体没有超出的一侧，并且s极永磁体的另一侧垂直面不超过定子铁芯的一侧垂直面，即n极永磁体超出的一侧。
8.进一步地，n极永磁体和s极永磁体为方形，永磁体边不超过背铁边缘。
9.进一步地，可以在定子铁芯齿部的两侧设有凹口，定子齿的宽度方向的截面成倒凸型，凹口尺寸经过计算设计，可以放大两侧的磁拉力。
10.进一步地，永磁体块的宽度是从背铁的一端垂直面到定子铁芯齿部另一侧的凹口内，超过凹口底但不超过定子铁芯另一端垂直面。
11.进一步地，定子齿的凹口面可以是水平面也可以是斜面。
12.与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
13.1.侧向磁拉力和侧向错位距离相关，具有不控的自主复位的能力；
14.2.侧向磁拉力响应快，回复位置后稳定快；
15.3.结构简单，永磁体用量少，成本低。
附图说明
16.图1是本发明所述一种永磁直线电机的侧向受力自复位结构；
17.图2是本发明所述的一种永磁直线电机的侧向受力自复位结构，亦在实施例1中详细说明；
18.图3是本发明所述的实施例1的前视图；
19.图4是本发明所述的一种永磁直线电机的侧向受力自复位结构，亦在实施例2中详细说明；
20.图5是本发明所述的实施例2的前视图；
21.图6是本发明所述的实施例1的两侧磁拉力随错位距离变化的关系图；
22.图7是本发明所述的实施例2的两侧磁拉力随错位距离变化的关系图。
具体实施方式
23.下面结合附图和实施例对本发明的技术方案作进一步的说明。提供这些实施例以便使本公开透彻且完整，并且将向本领域技术人员充分表达本发明的范围。
24.实施例1
25.图1是本发明所述的一种永磁直线电机的侧向受力自复位结构，如图所示，永磁体12交错排布地安装在电机动子结构的背铁11上；n极永磁体和s极永磁体均为方形，永磁体12凸出地一侧垂直面不超过背铁11边缘；如图2和图3所示，直线电机背铁11宽度比定子铁芯13宽度稍宽，永磁体12的宽度小于背铁宽度；n极永磁体122的一侧垂直面超过定子铁芯13的一侧垂直面，而n极永磁体122的另一侧垂直面不超过定子铁芯13的另一侧垂直面。s极永磁体121的一侧垂直面超过定子铁芯13的另一侧垂直面，并且s极永磁体121的另一侧垂直面不超过定子铁芯13的一侧垂直面。两侧的单元永磁体组的磁拉力如图6所示。
26.实施例2
27.图4是本发明所述的一种永磁直线电机的侧向受力自复位结构，如图所示，其动子结构和实施例1一样；如图1所示，永磁体22交错排布地安装在电机动子结构的背铁21上；n极永磁体和s极永磁体均为方形，永磁体12凸出地一侧垂直面不超过背铁21边缘；如图4所示，直线电机背铁21宽度比定子铁芯23宽度稍宽，永磁体22的宽度小于背铁21宽度；n极永磁体222的一侧垂直面超过定子铁芯23的一侧垂直面，而n极永磁体222的另一侧垂直面不超过定子铁芯23的另一侧垂直面。s极永磁体221的一侧垂直面超过定子铁芯23的另一侧垂直面，并且s极永磁体121的另一侧垂直面不超过定子铁芯23的一侧垂直面；如图5所示，在定子铁芯齿部的两侧设有凹口，定子齿的宽度方向的截面成倒凸型，两侧的单元永磁体组的磁拉力如图7所示，相比于图5的没有凹口的结构被放大了。
28.以上实施方式仅为说明本发明的技术思想，并不用于限制本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在本发明技术方案基础上所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。


技术特征：
1.一种永磁直线电机的侧向受力自复位结构，其特征在于：永磁体n极和s极采用交错排布的方式安装在直线电机动子背铁上，通过n极永磁体和s极永磁体在定子铁芯两侧的错位凸出排布方式，在动子的侧向产生磁拉力。2.根据权利要求1所述的永磁直线电机的侧向受力自复位结构，其特征在于：直线电机背铁宽度比定子铁芯宽度稍宽，n极永磁体和s极永磁体的宽度小于背铁宽度。3.根据权利要求1所述的永磁直线电机的侧向受力自复位结构，其特征在于：n极永磁体的一侧垂直面超过定子铁芯的一侧垂直面，而n极永磁体的另一侧垂直面不超过定子铁芯的另一侧垂直面；s极永磁体的一侧垂直面超过定子铁芯的另一侧垂直面，即n极永磁体没有超出的一侧，并且s极永磁体的另一侧垂直面不超过定子铁芯的一侧垂直面，即n极永磁体超出的一侧。4.根据权利要求1所述的永磁直线电机的侧向受力自复位结构，其特征在于：n极永磁体和s极永磁体为方形，永磁体边不超过背铁边缘。5.根据权利要求1所述的永磁直线电机的侧向受力自复位结构，其特征在于：定子铁芯齿部的两侧设有凹口，定子齿的宽度方向的截面成倒凸型，凹口大小和磁拉力相关，凹口垂直深度从0mm开始，合理的凹口尺寸，可以放大两侧的磁拉力。6.根据权利要求5所述的永磁直线电机的侧向受力自复位结构，其特征在于：永磁体块的宽度是从背铁的一端垂直面到定子铁芯齿部另一侧的凹口内，超过凹口底但不超过定子铁芯另一端垂直面。7.根据权利要求5所述的永磁直线电机的侧向受力自复位结构，其特征在于：定子齿的凹口的底面是具有一定的倾斜角度，合理的倾斜角度可以放大两侧磁拉力。

技术总结
本发明公开了一种永磁直线电机的侧向受力自复位结构，涉及永磁直线电机、直线作动器、推拉门驱动等技术领域。永磁体N极和S极采用交错排布的方式安装在直线电机动子背铁上，通过永磁体N极和S极的错位，在动子的侧向产生磁拉力；当永磁直线电机侧向受力产生错位时，永磁体会产生相反方向的拉力令直线电机动子复位。本发明的永磁直线电机的侧向受力自复位结构适用于直线作动的应用场合，具体可以应用于各式推拉门驱动，解决了传统直线电机的侧向限位结构安装复杂和重量过重的问题。本发明通过受力自复位结构解决了传统直线电机的侧向限位结构控制困难的问题；进一步简化了直线驱动系统的结构和减轻了直线驱动系统的重量。统的结构和减轻了直线驱动系统的重量。统的结构和减轻了直线驱动系统的重量。


技术研发人员：黄维康 黄文新
受保护的技术使用者：南京航空航天大学
技术研发日：2022.02.18
技术公布日：2022/5/25