直线电机的定子组件.pdf

本发明公开了一种直线电机的定子组件，包括：外定子和内定子；所述的外定子包括：绕线体、若干个磁芯体、两个极座和磁芯固定环；所述的绕线体呈中空环形形状，内部镶嵌有线圈；所述的磁芯体由定子磁芯片叠合而成，分别沿径向方向插入在绕线体的外侧面上；所述的极座分别插入在绕线体内圆周面的两侧，其外周面分别与各个磁芯体的内端面相接触；所述的磁芯固定环紧箍在各个磁芯体的外端面上。有益效果是：结构合理，从而大大简化了磁芯体的组装工艺，不仅降低了生产成本，而且提高了产品的可靠性。

1.  一种直线电机的定子组件，包括：外定子和内定子；其特征在于：所述的外定子(100)包括：绕线体(111)、若干个磁芯体(112)、两个极座(113)和磁芯固定环(114)；所述的绕线体(111)呈中空环形形状，内部镶嵌有线圈(C)；所述的磁芯体(112)由定子磁芯片叠合而成，分别沿径向方向插入在绕线体(111)的外侧面上；所述的极座(113)分别插入在绕线体(111)内圆周面的两侧，其外周面分别与各个磁芯体(112)的内端面相接触；所述的磁芯固定环(114)紧箍在各个磁芯体(112)的外端面上。

2.  根据权利要求1所述的直线电机的定子组件，其特征在于：所述的磁芯固定环(114)的形状为其截面为正多边形的环形。

3.  根据权利要求1或2所述的直线电机的定子组件，其特征在于：所述的磁芯固定环(114)是通过模塑成型工艺形成在绕线体(111)的外圆周面与各个磁芯体(112)的外端面之间的。

4.  根据权利要求1或2所述的直线电机的定子组件，其特征在于：所述的磁芯体(112)在整体上呈长方体形状，其外端面和内端面分别矩形平面；所述的极座(113)的外周面的截面呈正多边形，可以使磁芯体(112)沿径向方向设置在极座(113)的外周面上；极座(113)的内周面是与绕线体(111)的内周面同心的圆柱面。

5.  根据权利要求5所述的直线电机的定子组件，其特征在于：所述的磁芯固定环(114)的形状与极座(113)的外周面的形状相同，二者将各个磁芯体(112)固定。

直线电机的定子组件
技术领域
本发明涉及一种直线电机，特别是涉及一种直线电机的定子组件。
背景技术
直线电机是一种将电能直接转换成往复式直线运动机械能的装置。直线电机一般包括定子和动子，动子在定子产生的变化磁场的作用下作往复式直线运动。
在直线电机中，定子组件由圆筒状的外定子和内定子组成，外定子与内定子之间具有一定间隙；动子组件安装在外定子与内定子之间；所述的外定子或内定子上安装有线圈；在动子组件上对应于定子线圈的位置上，安装有磁体；动子组件上的磁体在定子线圈产生的磁场作用下，带动动子组件作往复式直线运动。
图1为已有的直线电机的剖视图；图2为已有的直线电机的主视图；图3为已有的直线电机在组装状态下局部放大图。
如图1和图2所示，已有的直线电机包括定子组件10和动子组件20；定子组件10用来产生变化的磁场，动子组件20在定子组件10产生的变化磁场的作用下下，作往复式直线运动。
所述的定子组件10由外定子11和内定子12组成；外定子11呈圆筒形状，外定子11的内侧嵌入有线圈C，内定子12也呈圆筒形状；外定子11套在内定子12的外面，二者之间留有一定间隙。
所述的外定子11由绕线体11a、若干个磁芯体11b和模塑体11c组成；绕线体11a上镶嵌有线圈C；这些磁芯体11b分别由定子磁芯片叠合而成，分别设置在绕线体11a的外侧，并将绕线体11a夹在中间；模塑体11c将磁芯体11b的连接部位模塑固定在绕线体11a上。
所述的绕线体11a呈圆环形状，由塑料等绝缘材料制成。
所述的磁芯体11b具有“正钩”和与之对应的“反钩”，分别夹在绕线体11a的两侧。
所述的模塑体11c由绝缘材料环氧树脂形成，可以将绕线体11a的外圆周面与磁芯体11b的连接部位固定在一起。
所述的动子组件20由磁体框架21和磁体22组成；磁体框架21设置在外定子11与内定子12之间；磁体22等间距地设置在磁体框架21的外圆周面上，其位置与定子组件10的线圈C相对应。
下面对上述已有的直线电机的工作过程加以说明：
直线电机通电启动后，线圈C中的电流在外定子11与内定子12之间产生闭合型的变化磁场，随着线圈C中的电流方向的改变，变化磁场的方向也随之改变，磁体22在这种变化磁场的作用下，带动磁体框架21及整个动子组件20沿轴向作往复式直线往返运动。
为了制作这种直线电机，首先需用钢板冲裁出许多片带有“正钩”和与之对应的“反钩”的定子磁芯片，然后将这些定子磁芯片叠合成磁芯体11b；然后，将磁芯体11b插在带有线圈C的绕线体11a的外侧；然后，在绕线体11a的外圆周面和磁芯体11b的连接部位涂敷一层模塑材料环氧树脂，硬化后形成模塑体11c，模塑体11c便将磁芯体11b的连接部位与绕线体11a的外圆周面牢固地固定在一起。
但是，上述已有的直线电机存在如下缺点：如图3所示，涂敷模塑材料时的压力以及模塑材料硬化时产生的收缩力，有可能导致磁芯体11b向外定子11的中心方向压入或变形，从而使外定子11与内定子12之间的间隙变小，导致定子组件10与动子组件20发生冲突，使动子组件20的运动受阻，降低直线电机的可靠性和工作效率。
另外，叠合形成的磁芯体11b需要用单独的夹具(图中未示出)使磁芯体11b的内圆周面与外圆周面按规定的曲面弯曲，不仅加工工艺复杂，而且生产效率较低，导致生产成本增加。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，克服上述已有的直线电机的缺点，提供一种可以简化磁芯体叠合工艺、生产效率高、生产成本低的直线电机的定子组件。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：本发明直线电机的定子组件包括：外定子和内定子；所述的外定子包括：绕线体、若干个磁芯体、两个极座和磁芯固定环；所述的绕线体呈中空环形形状，内部镶嵌有线圈；所述地磁芯体由定子磁芯片叠合而成，分别沿径向方向插入在绕线体的外侧面上；所述的极座分别插入在绕线体内圆周面的两侧，其外周面分别与各个磁芯体的内端面相接触；所述的磁芯固定环紧箍在各个磁芯体的外端面上。
所述的磁芯固定环的形状为其截面为正多边形的环形。
所述的磁芯固定环还可以通过模塑成型工艺形成在绕线体的外圆周面与各个磁芯体的外端面之间。
所述的磁芯体在整体上呈长方体形状，其外端面和内端面分别矩形平面；所述的极座的外周面的截面呈正多边形，可以使磁芯体沿径向方向设置在极座的外周面上；极座的内周面是与绕线体的内周面同心的圆柱面。
所述的磁芯固定环的形状与极座的外周面的形状相同，二者将各个磁芯体固定。
本发明的有益效果是：由于本发明采用在绕线体的内圆周面上安装极座，并在将各个磁芯体插入在绕线体的外圆周面上时，使各个磁芯体的内端面分别与极座的外周面相接触；而且使磁芯固定环紧箍在各个磁芯体的外端面上；极座支撑着绕线体，可以防止绕线体的变形；极座为其截面为正多边形的环形形状，便于与磁芯体结合，从而大大简化了磁芯体的组装工艺，不仅降低了生产成本，而且提高了产品的可靠性。
附图说明
图1为已有的直线电机的剖视图；
图2为已有的直线电机的主视图；
图3为已有的直线电机在组装状态下局部放大图；
图4为本发明所涉及的直线电机的具体实施方式的剖视图；
图5为本发明所涉及的直线电机具体实施方式中的外定子的剖视图；
图6为本发明所涉及的直线电机具体实施方式中的外定子的分解结构示意图；
图7为本发明所涉及的直线电机具体实施方式中的外定子的局部放大图。
图中：
100：定子组件               110：外定子
111：绕线体                 112：磁芯体
113：极座                    113a：磁芯安装面
114：磁芯固定环              120：内定子
200：动子组件
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明：
图4为本发明所涉及的直线电机的具体实施方式的剖视图；图5为本发明所涉及的直线电机具体实施方式中的外定子的剖视图；图6为本发明所涉及的直线电机具体实施方式中的外定子的分解结构示意图；图7为本发明所涉及的直线电机具体实施方式中的外定子的局部放大图。
如图4所示，本实施方式直线电机的定子组件100包括：外定子110和内定子120；外定子110固定在框架(图中未示出)上；内定子120设置在外定子110内，内定子120的外周面与外定子110的内周面之间留有间隙。
所述的外定子110包括：绕线体111、两个磁芯体112、极座113和磁芯固定环114；所述的绕线体111呈中空环形形状，内部镶嵌有线圈C；所述的磁芯体112由定子磁芯片叠合而成，分别沿径向方向插入在绕线体111的外侧面上；所述的极座113分别插入在绕线体111内圆周面的两侧，其外周面分别与各个磁芯体112的内端面相接触；所述的磁芯固定环114紧箍在各个磁芯体112的外端面上。
所述的绕线体111由塑料材料制成中空的圆环形状。
如图5和图6所示，组成各个磁芯体112的定子磁芯片呈“∏”形状，形成的磁芯体112在整体上呈长方体形状，其外端面和内端面分别为矩形平面，各个磁芯体112分别沿径向方向镶嵌固定在绕线体111的外圆周面上；各个磁芯体112的内端面分别与极座113的磁芯安装面113a相接触。
所述的极座113由磁性材料通过烧结工艺制成圆环形，其外圆周面上形成有若干个磁芯安装面113a，分别与磁芯体112的内端面相接触；考虑到动子组件120呈圆筒形状，极座113的内圆周面呈圆柱面，所述的极座113的外周面的截面呈正多边形，可以使磁芯体112沿径向方向设置在极座113的外周面上；极座113的内周面是与绕线体111的内周面同心的圆柱面。
另外，所述的极座113的内圆周面沿绕线体111的轴向方向延长，从而使内圆周面的宽度比外圆周面的宽度大。
所述的磁芯固定环114由非磁性材料环氧树脂制成，其形状为其截面为正多边形的环形，紧箍在各个磁芯体112的外端面上；虽然附图中没有示出，磁芯固定环114也可以通过如下方式形成：在模具中分别插入绕线体111、磁芯体112和极座113后，注入模塑材料，使模塑材料均匀地模塑在绕线体111的外圆周面和各个磁芯体112的外端面，从而形成磁芯固定环114。
所述的动子组件200包括：磁体框架210和若干个磁体220；磁体框架210设置在外定子110与内定子120之间，分别与外定子110与内定子120之间留有间隙；这些磁体220分别与定子组件100上的线圈C的位置相对应，等间距第固定在磁体框架210的外圆周面上。
本实施方式直线电机的定子组件的制作过程如下：
在外定子110内镶嵌线圈C后，利用模塑方法制作绕线体111；与此同时，将钢板按规定尺寸裁剪成“∏”，然后叠合形成磁芯体112；利用单独的模具通过烧结工艺制作极座113；利用单独的模具注塑成型磁芯固定环114。
然后，从左右两侧分别将两个极座113插入绕线体111的内圆周面。
接着，在绕线体111的外圆周面上沿径向方向设置磁芯体112，使各个磁芯体112的内端面分别与极座113的外周面相接触。
然后，将磁芯固定环114紧箍在各个磁芯体112的外端面上，使各个磁芯体112固定，以防止磁芯体112脱出。至此，直线电机的定子组件组装工作即告结束。
本实施方式直线电机的定子组件按上述方法组装之后，绕线体111上结合有环形极座113，同时，用极座113支撑着各个磁芯体113，使磁芯体112与绕线体111形成一体。从而代替了已有的直线电机的定子组件中用模塑体来固定磁芯体112的方式，本发明用事先制作好的磁芯固定环114紧箍在固定磁芯体112上，可以避免已有的直线电机的定子组件中的模塑体所产生的模塑压力和模塑材料硬化时产生的收缩力，不仅可以防止绕线体111向向外定子110的中心方向压入或变形的现象，而且可以缩短组装时间。
另外，即使采用模塑方式固定磁芯体112，因为有金属环形状的极座113支撑着绕线体111的内圆周面，所以可以抵抗模塑压力和收缩力的影响；最大限度地减少绕线体111的移动和变形现象。
另外，叠合形成各个磁芯体112之后，即可将各个磁芯体112组装在极座113的外周面上，无需将磁芯体112的内端面和外端面加工成曲面，既易于进行尺寸管理，还可以大大提高制作和组装磁芯体112的效率，降低生产成本。