專利名稱：一種泵用直線電機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電機，特別是一種泵用直線電機，屬于電機控制領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
為了實現(xiàn)往復泵恒流量、無壓力波動的要求，目前新開發(fā)出的幾種往復泵有效地改善了傳統(tǒng)往復泵結(jié)構(gòu)的一些缺點:凸輪機構(gòu)往復泵、液壓驅(qū)動往復泵。但凸輪機構(gòu)恒流量往復柱塞運動存在柔性沖擊，加速度有突變，動力端凸輪機構(gòu)存在高復易磨損，可靠性有待進一步提高，所以目前已凸輪機構(gòu)為動力端的恒流量往復泵還只限于應用在中低壓、小流量及功率不大的應用場合。液壓驅(qū)動往復泵流量大、壓力小，但控制系統(tǒng)要求高，在惡劣環(huán)境下的可罪性需進一步提聞。若往復泵動力端采用直線電機直接驅(qū)動做往復運動的柱塞桿，可從理論上基本消除往復泵輸出流量和壓力的脈動性，往復泵的結(jié)構(gòu)也將大大簡化，中間環(huán)節(jié)少，傳動效率高。但傳統(tǒng)直線電機在驅(qū)動中高壓大流量的往復泵時推力往往達不到實際要求。根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，為了提高電機輸出推力，線圈組裝入鐵芯以提高磁場強度。但是，對于單邊有鐵芯直線電機，定子與動子之間會產(chǎn)生很大的吸力，該吸力是電機連續(xù)推力的5 10倍。為確保電機平穩(wěn)工作，需要克服該吸力并保證直線電機動子與定子之間的磁隙。這對線圈安裝板、導軌和滑塊的結(jié)構(gòu)強度提出了很高的要求，從而導致直線電機運動部分體積重量較大，致使運動部件消耗的慣性力很大。根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，單邊直線電機滿足不了重載、高加速場合的需求。CN101009454A、CN101741214A公開了兩種雙邊平板型直線電機，兩種直線電機都采用的是動圈式結(jié)構(gòu)，永磁體勵磁部件為定子。雙邊直線電機有效克服了單邊電機的定子與動子吸力大引起的一系列問題。但是，初級線圈作為動子往復運動，不利于線圈的散熱。并且，線圈的電源端子要接入三相交流電，長電纜和拖鏈不可避免，拖鏈占據(jù)了一定橫向空間，影響了直線電機放置空間的緊湊性。至關(guān)重要的是，重載、高加速應用場合，對直線電機的運動部件體積重量要求極高。上述兩種直線電機的動子是初級線圈，其運動部件仍然消耗了很大的慣性力，直線電機輸出的有效推力有限。

發(fā)明內(nèi)容
為了滿足泵所需大推力的應用需求，減小直線電機運動部件的慣性力消耗，提高直線電機輸出的有效推力，本發(fā)明提出了一種泵用直線電機，該電機采用動鐵式結(jié)構(gòu)，初級線圈作為定子，兩組定子線圈組合驅(qū)動永磁體動子往復運動，實現(xiàn)直線電機對泵的大推力輸出。本發(fā)明的技術(shù)方案如下:一種泵用直線電機，包括定子和動子，所述直線電機采用動鐵式對稱結(jié)構(gòu)，即兩個初級線圈作為定子，永磁鐵磁軛組作為動子，兩個初級線圈對稱布置于動子的兩側(cè)；初級線圈的電源端子接入UVW三相交流電，產(chǎn)生行波磁場，動子在兩個行波磁場的組合作用下，產(chǎn)生相對于定子的推力；其中，所述兩個初級線圈分別安裝于動子兩側(cè)的定子安裝板上，在所 述兩個初級線圈的上、下端還分別設置有滑塊，所述滑塊對稱設置在動子兩側(cè)，且均固定安 裝在兩側(cè)的定子安裝板上；兩側(cè)的所述定子安裝板由底板固接，所述底板上安裝有光柵讀 數(shù)尺，所述動子上安裝有與光柵讀數(shù)尺配合的光柵讀數(shù)頭，所述光柵讀數(shù)尺與所述光柵讀 數(shù)頭構(gòu)成位置反饋裝置；所述動子兩側(cè)上、下端還分別設置有與所述滑塊配合的導軌；所 述動子頂部設置有柱塞座和柱塞桿，所述柱塞座帶動柱塞桿沿導軌方向直線運動。
所述的一種泵用直線電機，所述動子有鐵芯，其與兩側(cè)初級線圈形成磁隙的兩個 作用面均貼有永磁體磁軛。
所述的一種泵用直線電機，所述動子與兩側(cè)初級線圈的磁隙，由兩側(cè)導軌、滑塊、 定子安裝板及底板的相對位置決定。
所述的一種泵用直線電機，所述定子安裝板呈“L”型，且定子安裝板外側(cè)設置有 肋。
有益效果:
本發(fā)明的泵用直線電機，采用動鐵式結(jié)構(gòu)，永磁體動子、滑塊、柱塞桿構(gòu)成了直線 電機運動部分，經(jīng)優(yōu)化的運動部分，有效減少了慣性力消耗，降低了直線電機的慣性力消耗。
直線電機直接帶動柱塞桿運動，動子部分的能量直接作用于柱塞桿上，中間無活 動的傳動機構(gòu)，因此容易獲得高的速度和加速度，結(jié)構(gòu)緊湊，機械傳動誤差小，傳動效率高， 提供了較傳統(tǒng)傳遞方式高得多的性能。
由于線圈固定，接入三相交流電的電纜和與水冷機相連的管路布置更加簡便。一 方面利于線圈的散熱；另一方面，減少了長電纜和拖鏈消耗的慣性力以及占用的體積，使整 機結(jié)構(gòu)更緊湊。
兩組含鐵芯線圈組合驅(qū)動永磁體動子，大大提高了直線電機的連續(xù)推力。
本發(fā)明有效提高了直線電機的連續(xù)推力和工作效率，適用于驅(qū)動中高壓大流量柱塞栗O


圖1為本發(fā)明的一種泵用直線電機左視圖2為本發(fā)明的一種泵用直線電機隱藏底板及光柵尺后下視圖3為本發(fā)明的一種泵用直線電機俯視圖中:1:動子；2、12:線圈；3、11、15、16:滑塊；4、14、17、18:導軌;5、13:定子安裝板；6.柱塞桿；7:柱塞座；8:底板；9:光柵讀數(shù)頭；10.光柵讀數(shù)尺。
具體實施方式
如圖1-3所示，本發(fā)明的一種泵用直線電機，其具體實施方式
如下:
包括定子和動子1，直線電機采用動鐵式對稱結(jié)構(gòu)，即兩個初級線圈2、12作為定 子，永磁鐵磁軛組作為動子1，兩個初級線圈2、12對稱布置于動子I的兩側(cè)；初級線圈2、12 的電源端子接入UVW三相交流電，產(chǎn)生行波磁場，動子I在兩個行波磁場的組合作用下，產(chǎn) 生相對于定子的推力；其中，兩個初級線圈2、12分別安裝于動子I兩側(cè)的定子安裝板5、13上，在兩個初級線圈2、12的上、下端還分別設置有滑塊3、11、15、16，滑塊3、11、15、16對稱 設置在動子I兩側(cè)，且均固定安裝在兩側(cè)的定子安裝板5、13上；兩側(cè)的定子安裝板5、13由 底板8固接，底板8上安裝有光柵讀數(shù)尺10，動子I上安裝有與光柵讀數(shù)尺10配合的光柵 讀數(shù)頭9，光柵讀數(shù)尺10與所述光柵讀數(shù)頭9構(gòu)成位置反饋裝置，動子I上安裝的光柵讀數(shù) 頭9配合底板8上安裝的光柵尺10所得到的位置信號用于電機的伺服控制。動子I兩側(cè) 上、下端還分別設置有與所述滑塊3、11、15、16配合的導軌4、14、17、18;動子1頂部設置有 柱塞座7和柱塞桿6，柱塞座7帶動柱塞桿6沿導軌方向直線運動。其中，動子I有鐵芯， 其與兩側(cè)初級線圈2、12形成磁隙的兩個作用面均貼有永磁體磁軛；動子I與兩側(cè)初級線圈2、12的磁隙，由兩側(cè)導軌4、14、17、18、滑塊3、11、15、16、定子安裝板5、13及底板8的相對 位置決定；定子安裝板5、13呈“L”型，且定子安裝板5、13外側(cè)設置有肋。
具體工作運行時，控制器根據(jù)設置的運動規(guī)劃及光柵尺標尺10和光柵尺讀書頭9 構(gòu)成的位置反饋裝置反饋的信號，發(fā)出相應指令信號到驅(qū)動器，驅(qū)動器將控制信號放大，輸 出功率電流到直線電機的線圈2、12。線圈2、12的繞組以特定方式布置，在三相交流電的作 用下定子線圈產(chǎn)生特定的行波磁場，直線電機動子I在該行波磁場中，產(chǎn)生相對于定子線 圈的軸向推力。線圈2、12分別與動子I產(chǎn)生的推力方向一致，實現(xiàn)直線電機連續(xù)大推力輸 出。動子I與柱塞座7連接并和導軌4、14、17、18連接，動子I在線圈2、12的組合驅(qū)動下， 帶動柱塞座7和柱塞桿6沿著導軌方向往復運動。
權(quán)利要求
1.一種泵用直線電機，包括定子和動子(I)，其特征在于:所述直線電機采用動鐵式對 稱結(jié)構(gòu)，即兩個初級線圈(2、12)作為定子，永磁鐵磁軛組作為動子(1)，兩個初級線圈(2、 12)對稱布置于動子(I)的兩側(cè)；初級線圈(2、12)的電源端子接入UVW三相交流電，產(chǎn)生 行波磁場，動子(I)在兩個行波磁場的組合作用下，產(chǎn)生相對于定子的推力；其中，所述兩 個初級線圈(2、12)分別安裝于動子(I)兩側(cè)的定子安裝板(5、13)上，在所述兩個初級線圈 (2、12 )的上、下端還分別設置有滑塊(3、11、15、16 )，所述滑塊(3、11、15、16 )對稱設置在動 子(I)兩側(cè)，且均固定安裝在兩側(cè)的定子安裝板(5、13)上；兩側(cè)的所述定子安裝板(5、13) 由底板(8)固接，所述底板(8)上安裝有光柵讀數(shù)尺(10)，所述動子(I)上安裝有與光柵讀 數(shù)尺(10)配合的光柵讀數(shù)頭(9)，所述光柵讀數(shù)尺(10)與所述光柵讀數(shù)頭(9)構(gòu)成位置反 饋裝置；所述動子(I)兩側(cè)上、下端還分別設置有與所述滑塊(3、11、15、16)配合的導軌(4、 14、17、18);所述動子(I)頂部設置有柱塞座(7)和柱塞桿(6)，所述柱塞座(7)帶動柱塞桿(6)沿導軌方向直線運動。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種泵用直線電機，其特征在于:所述動子(I)有鐵芯，其與 兩側(cè)初級線圈(2、12)形成磁隙的兩個作用面均貼有永磁體磁軛。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種泵用直線電機，其特征在于:所述動子(I)與兩側(cè)初級線 圈(2、12)的磁隙，由兩側(cè)導軌(4、14、17、18)、滑塊(3、11、15、16)、定子安裝板(5、13)及底 板(8)的相對位置決定。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種泵用直線電機，其特征在于:所述定子安裝板(5、13)呈 “L”型，且定子安裝板(5、13)外側(cè)設置有肋。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種泵用直線電機，其采用動鐵式對稱結(jié)構(gòu)，兩組線圈作為定子對稱分布在永磁體動子的兩側(cè)。電機的定子線圈接入三相交流電，產(chǎn)生特定的行波磁場，動子在行波磁場的作用下，產(chǎn)生相對于定子的軸向推力，在特定的行波磁場下，兩個定子與動子產(chǎn)生的推力方向一致，動子直接將能量作用于柱塞桿上使其沿導軌往復運動。本發(fā)明實現(xiàn)了直線電機大推力輸出，并提高了電機的有效推力和工作效率，適用于驅(qū)動中高壓大流量的柱塞泵。
文檔編號H02K41/03GK103208903SQ20131007117
公開日2013年7月17日 申請日期2013年3月6日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月6日
發(fā)明者聶松林, 董武濤, 趙君鑫, 廖伍舉, 申鳳梅, 張安慶 申請人:北京工業(yè)大學