線圈結(jié)構(gòu)及直線電機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及電機(jī)領(lǐng)域，尤其涉及一種線圈結(jié)構(gòu)及直線電機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]直線電機(jī)又被稱為線性馬達(dá)或推桿馬達(dá)，其原理可以看作將旋轉(zhuǎn)電機(jī)沿徑向切開(kāi)，取其定子作為初級(jí)，動(dòng)子作為次級(jí)，當(dāng)繞組通入三相電流后，由原來(lái)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變成了直線運(yùn)動(dòng)。由于直線電機(jī)相對(duì)于傳統(tǒng)旋轉(zhuǎn)電機(jī)與工件臺(tái)之間無(wú)機(jī)械傳動(dòng)環(huán)節(jié)，因此具有高速、高精和零傳動(dòng)等特性，被廣泛應(yīng)用在高端數(shù)控領(lǐng)域。
[0003]請(qǐng)參考圖1和圖2，現(xiàn)有的直線電機(jī)包括定子和動(dòng)子；所述定子包括磁鋼背鐵10以及若干主磁極磁鐵，所述磁鋼背鐵10為兩部分，所述主磁極磁鐵自左到右依次包括N極磁鐵11、第一 H型磁鐵12、S極磁鐵13以及第二 H型磁鐵14，其中所述N極磁鐵11、第一 H型磁鐵12、S極磁鐵13以及第二 H型磁鐵14內(nèi)部的磁向15均不相同，所述主磁極磁鐵均與磁鋼背鐵10的兩部分相固定，并且固定于兩部分磁鋼背鐵10上的主磁極磁鐵相對(duì)，所述動(dòng)子位于相對(duì)的主磁極磁鐵之間，其中，所述動(dòng)子包括第一線圈21、第二線圈22以及第三線圈23，三個(gè)線圈作為一個(gè)發(fā)力體，分別通入相位差為120°的三相電流后，所述動(dòng)子會(huì)受到水平向作用力，從而能夠水平移動(dòng)。
[0004]然而，請(qǐng)參考圖3，所述第一線圈21、第二線圈22以及第三線圈23固定在一起，且所述第一線圈21、第二線圈22以及第三線圈23均為纏繞起的漆包線組成，并且內(nèi)部均存在一定的空隙24，由于漆包線纏繞的線圈存在纏繞不均勻等問(wèn)題，線圈在尺寸上始終會(huì)存在一定偏差，同時(shí)制作起來(lái)也較為繁瑣，并且由于空隙24的存在，會(huì)對(duì)降低直線電機(jī)的推力常數(shù)，并且由于線圈尺寸的偏差，也會(huì)影響直線電機(jī)的穩(wěn)定性及控制精度，對(duì)直線電機(jī)的性能產(chǎn)生一定的影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種線圈結(jié)構(gòu)及直線電機(jī)，線圈結(jié)構(gòu)不存在空隙，從而提高直線電機(jī)的穩(wěn)定性及控制精度。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出了一種線圈結(jié)構(gòu)，包括:
[0007]沿第一方向排列的若干線圈組，所述線圈組包括M層線圈，所述M層線圈沿與第一方向垂直的第二方向堆疊，所述M層線圈中的每一層包括沿第一方向排列的第一線圈、第二線圈以及第三線圈，其中一線圈組內(nèi)的第N層的第一線圈、第二線圈及第三線圈分別與相鄰的另一線圈組內(nèi)的第N+1層的第一線圈、第二線圈及第三線圈相連，線圈組內(nèi)的第M層第一線圈、第二線圈及第三線圈分別與相鄰的另一線圈組內(nèi)的第M層的第一線圈、第二線圈及第三線圈相連；
[0008]其中，N和M為大于等于I的自然數(shù)，且N〈M。
[0009]進(jìn)一步的，在所述的線圈結(jié)構(gòu)中，所述第一線圈、第二線圈以及第三線圈均由導(dǎo)線和絕緣體構(gòu)成,所述導(dǎo)線位于所述絕緣體內(nèi)。
[0010]進(jìn)一步的，在所述的線圈結(jié)構(gòu)中，所述導(dǎo)線為銅線。
[0011]進(jìn)一步的，在所述的線圈結(jié)構(gòu)中，所述絕緣體為玻纖環(huán)氧樹(shù)脂。
[0012]進(jìn)一步的，在所述的線圈結(jié)構(gòu)中，所述第N層的第一線圈、第二線圈和第三線圈均通過(guò)硅膠線分別與相鄰的第N+1層的第一線圈、第二線圈和第三線圈相連，所述第M層第一線圈、第二線圈和第三線圈均通過(guò)硅膠線與相鄰的第M層的第一線圈相連。
[0013]進(jìn)一步的，在所述的線圈結(jié)構(gòu)中，所述沿第一方向排列的第一線圈、第二線圈及第三線圈貼合在一起。
[0014]進(jìn)一步的，在所述的線圈結(jié)構(gòu)中，所述第一線圈、第二線圈及第三線圈均為長(zhǎng)方體線圈。
[0015]進(jìn)一步的，在發(fā)明中還提出了一種直線電機(jī)，采用如上文中任一權(quán)利要求所述的線圈結(jié)構(gòu)。
[0016]進(jìn)一步的，在所述的直線電機(jī)中，還包括:
[0017]磁鋼背鐵，所述磁鋼背鐵分為相互平行的兩部分；以及
[0018]磁鋼，由若干主磁極磁鐵組成，所述主磁極磁鐵分別固定于所述磁鋼背鐵的兩部分上，固定于所述磁鋼背鐵兩部分上的主磁極磁鐵相對(duì)，所述線圈結(jié)構(gòu)位于兩部分磁鋼背鐵之間。
[0019]進(jìn)一步的，在所述的直線電機(jī)中，所述主磁極磁鐵包括沿第一方向依序排列的N極磁鐵、第一 H型磁鐵、S極磁鐵以及第二 H型磁鐵，其中所述N極磁鐵及S極磁鐵內(nèi)部的磁極方向均相異，第一 H型磁鐵及第二 H型磁鐵內(nèi)部的磁極方向相異。
[0020]進(jìn)一步的，在所述的直線電機(jī)中，所述主磁極磁鐵包括沿第一方向依序排列的N極磁鐵和S極磁鐵，其中所述N極磁鐵和S極磁鐵內(nèi)部的磁極方向相異。
[0021]進(jìn)一步的，在所述的直線電機(jī)中，所述線圈結(jié)構(gòu)為所述直線電機(jī)動(dòng)子，所述磁鋼為所述直線電機(jī)定子。
[0022]進(jìn)一步的，在所述的直線電機(jī)中，所述磁鋼沿第一方向的寬度大于所述線圈沿第一方向的寬度。
[0023]進(jìn)一步的，在所述的直線電機(jī)中，所述線圈結(jié)構(gòu)為所述直線電機(jī)定子，所述磁鋼為所述直線電機(jī)動(dòng)子。
[0024]進(jìn)一步的，在所述的直線電機(jī)中，所述線圈結(jié)構(gòu)沿第一方向的寬度大于所述磁鋼沿第一方向的寬度。
[0025]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果主要體現(xiàn)在:線圈結(jié)構(gòu)中的線圈均緊貼在一起，從而使線圈結(jié)構(gòu)更加緊湊、堅(jiān)固，并且線圈結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)尺寸能夠較為固定，應(yīng)用在直線電機(jī)中能夠降低直線電機(jī)的推力波動(dòng)、推力干擾，提高直線電機(jī)模態(tài)穩(wěn)定性及控制精度。
【附圖說(shuō)明】
[0026]圖1為現(xiàn)有技術(shù)中直線電機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖2為現(xiàn)有技術(shù)中直線電機(jī)的剖面示意圖；
[0028]圖3為現(xiàn)有技術(shù)中動(dòng)子的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029]圖4為本發(fā)明實(shí)施例一中線圈結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030]圖5為本發(fā)明實(shí)施例一中線圈結(jié)構(gòu)的內(nèi)部線圈連線示意圖；
[0031]圖6為本發(fā)明實(shí)施例一中有H直線電機(jī)結(jié)構(gòu)意圖；
[0032]圖7為本發(fā)明實(shí)施例一中有H直線電機(jī)剖面示意圖；
[0033]圖8為本發(fā)明實(shí)施例一中線圈結(jié)構(gòu)的外部連線示意圖；
[0034]圖9為本發(fā)明實(shí)施例二中無(wú)H直線電機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0035]圖10為本發(fā)明實(shí)施例二中無(wú)H直線電機(jī)剖面示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0036]下面將結(jié)合示意圖對(duì)本發(fā)明的線圈結(jié)構(gòu)及直線電機(jī)進(jìn)行更詳細(xì)的描述，其中表示了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，應(yīng)該理解本領(lǐng)域技術(shù)人員可以修改在此描述的本發(fā)明，而仍然實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的有利效果。因此，下列描述應(yīng)當(dāng)被理解為對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員的廣泛知道，而并不作為對(duì)本發(fā)明的限制。
[0037]為了清楚，不描述實(shí)際實(shí)施例的全部特征。在下列描述中，不詳細(xì)描述公知的功能和結(jié)構(gòu)，因?yàn)樗鼈儠?huì)使本發(fā)明由于不必要的細(xì)節(jié)而混亂。應(yīng)當(dāng)認(rèn)為在任何實(shí)際實(shí)施例的開(kāi)發(fā)中，必須做出大量實(shí)施細(xì)節(jié)以實(shí)現(xiàn)開(kāi)發(fā)者的特定目標(biāo)，例如按照有關(guān)系統(tǒng)或有關(guān)商業(yè)的限制，由一個(gè)實(shí)施例改變?yōu)榱硪粋€(gè)實(shí)施例。另外，應(yīng)當(dāng)認(rèn)為這種開(kāi)發(fā)工作可能是復(fù)雜和耗費(fèi)時(shí)間的，但是對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)僅僅是常規(guī)工作。
[0038]在下列段落中參照附圖以舉例方式更具體地描述本發(fā)明。根據(jù)下面說(shuō)明和權(quán)利要求書，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和特征將更清楚。需說(shuō)明的是，附圖均采用非常簡(jiǎn)化的形式且均使用非精準(zhǔn)的比例，僅用以方便、明晰地輔助說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例的目的。
[0039]實(shí)施例一
[0040]請(qǐng)參考圖4和圖5，在本實(shí)施例中，提出了一種線圈結(jié)構(gòu)，包括:
[0041]沿第一方向排列的若干線圈組，所述線圈組包括M層線圈，所述M層線圈沿與第一方向垂直的第二方向堆疊，所述M層線圈中的每一層包括沿第一方向排列的第一線圈210、第二線圈220以及第三線圈230，其中一線圈組內(nèi)的第N層的第一線圈210、第二線圈220及第三線圈230分別與相鄰的另一線圈組內(nèi)的第N+1層的第一線圈210、第二線圈220及第三線圈230相連，線圈組內(nèi)的第M層第一線圈210、第二線圈220及第三線圈230分別與相鄰的另一線圈組內(nèi)的第M層的第一線圈210、第二線圈220及第三線230圈相連，其中，N和M為大于等于I的自然數(shù)，且N〈M;
[0042]在本實(shí)施例中，所述沿第一方向排列的第一線圈210、第二線圈220及第三線圈230貼合在一起，相鄰的線圈組也緊貼在一起(為方便觀察，在圖5中將兩層線圈組分開(kāi)，各線圈也分開(kāi)，實(shí)際上下兩層以及各線圈之間是貼合在一起的);所述第一線圈210、第二線圈220及第三線圈230均為長(zhǎng)方體線圈；
[0043]所述線圈組為多層，在本實(shí)施例中選取兩層，在本實(shí)施例中的其他實(shí)施例中，可以為M層，如上文所述M為大于等于I的自然數(shù)；
[004