【技術實現步驟摘要】
本專利技術提出了一種無鐵芯直線電機，涉及直線電機。
技術介紹
1、無鐵芯直線電機是一種基于電磁感應原理的直線運動裝置。它取消了傳統電機中的鐵芯結構，采用無鐵芯設計，使得電機在運行時無需克服鐵芯的磁阻和渦流損耗，從而大大提高了電機的效率和性能。
2、無鐵芯直線電機具有初級和次級，次級的永磁體充磁方向與初級運動方向垂直，永磁體沿初級運動方向n、s相間依次排列固定在次級軛板內側；初級主要由基板與繞組構成，位于兩列次級磁板之間。當初級繞組通入交流電流時，便在氣隙中產生行波磁場，次級在行波磁場切割下，將感應出電動勢并產生電流，該電流與氣隙中的磁場相作用產生電磁推力，從而實現直線運動。
3、無鐵芯直線電機的輸出推力與電機繞組電流密切相關，電機的電負荷提升電機推力密度，從而極大提高電機輸出推力，但是這必然導致電機繞組電流密度極大提升，使得繞組溫升迅速升高。
4、無鐵芯直線電機在工作過程中會產生較多的熱量，如果無法有效散熱，會導致電機過熱，降低工作效率甚至損壞電機，尤其在高速和高加速度的運行工況下，散熱問題更加突出，需要相應的散熱方案來解決。
5、無鐵芯直線電機通常采用雙列磁軌，由于其結構特點，繞組沒有足夠的散熱空間，繞組溫度升高會導致熱阻變大，進而引發一系列問題：
6、1、隨著溫度升高，電機繞組中的銅線電阻會增加，導致電阻損耗增大，電機效率下降。
7、2、高溫還會導致電機推力下降，因為高溫會使電機磁軌磁鋼的磁性減弱，進而導致電機推力下降。
8、3、高溫會加速電
9、4、繞組會因高溫受熱而膨脹，使繞組之間的絕緣變薄,從而容易導致局部放電、繞組短路等故障。繞組持續受熱膨脹也可能導致樹脂膠層鼓起，造成初級和次級之間摩擦或堵轉等故障。
10、在低速和低加速度的工況下，溫升變化比較小，不帶冷卻裝置的無鐵芯直線電機短時間運動可以達到使用要求。但如果要提高電機的運行速度和加速度，溫升極具變化，散熱問題更加突出，需要相應的散熱方案來解決。
11、而不帶冷卻裝置的無鐵芯直線電機采用自然冷卻無法有效解決溫升問題，水冷結構雖然可以有效解決溫升問題，但增加水冷單元會大大增加電機的結構尺寸以及重量，不利于發揮無鐵芯直線電機高速、高加速度、高動態特性等性能優勢。
技術實現思路
1、為解決上述問題，本專利技術提供一種無鐵芯直線電機。具體技術方案如下：
2、一種無鐵芯直線電機，其中，所述無鐵芯直線電機包括初級組件和次級組件，所述初級組件相對于所述次級組件可直線移動，所述初級組件包括基板和設置于所述基板上的繞組，所述次級組件包括支撐板、固定連接于所述支撐板的第一軛板和第二軛板、固定連接于所述第一軛板且沿所述初級組件移動方向依次排列的第一永磁體組和固定連接于所述第二軛板且沿所述第一初級組件移動方向依次排列的第二永磁體組，所述第一永磁體組和第二永磁體組均為沿初級組件直線運動方向n、s相間依次排列，所述第一永磁體組和第二永磁體組相面對設置且兩者之間具有一定間距以供所述初級組件直線移動，所述初級組件上設有氣冷單元。
3、優選地，所述繞組沿所述初級組件的直線運動方向依次排布，且在沿所述初級組件的直線運動方向上，所述氣冷單元位于所述繞組的外周。
4、優選地，所述氣冷單元包括第一毛細管、第二毛細管和沿所述初級組件直線移動方向設置的第三毛細管，所述第一毛細管與所述第三毛細管的一端相連通，所述第二毛細管與所述第三毛細管的另一端相連通。
5、優選地，所述第三毛細管在沿所述初級組件直線移動的方向上設有多個排氣孔。
6、優選地，所述第一毛細管的中心軸線、所述第二毛細管的中心軸線和所述第三毛細管的中心軸線位于同一平面內。
7、優選地，所述繞組排布所處的中心面與所述平面共面。
8、優選地，所述氣冷單元還包括與所述第一毛細管相連通的第一進氣接頭和與所述第二毛細管相連通的第二進氣接頭。
9、優選地，所述基板上設有將第一毛細管固定于所述基板的第一毛細管固定件和將所述第二毛細管固定于所述基板的第二毛細管固定件，所述第一進氣接頭延伸穿過所述第一毛細管固定件并與所述第一毛細管相連接，所述第二進氣接頭延伸穿過所述第二毛細管固定件并與所述第二毛細管相連接。
10、優選地，所述基板上還設有第三毛細管固定件和第四毛細管固定件，所述第三毛細管固定件上設有通道，所述通道與所述第一毛細管和第三毛細管均相連通，所述第四毛細管固定件上設有通路，所述通路與所述第二毛細管和第三毛細管均相連通。
11、有益效果：本專利技術提出的無鐵芯直線電機為全新的結構設計，通過新型氣冷單元解決無鐵芯直線電機散熱問題，提高電機在不同工況下的過載能力和持續輸出推力。本新型的氣冷無鐵芯直線電機結構簡單，重量輕，冷卻效果明顯，可解決采用自然冷卻時溫升過高引起的系列問題，解決持續推力低以及瞬時加速能力弱等問題，有利于無鐵芯直線電機高速和高加速度運動。
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1.一種無鐵芯直線電機，其特征在于，所述無鐵芯直線電機包括初級組件和次級組件，所述初級組件相對于所述次級組件可直線移動，所述初級組件包括基板和設置于所述基板上的繞組，所述次級組件包括支撐板、固定連接于所述支撐板的第一軛板和第二軛板、固定連接于所述第一軛板且沿所述初級組件移動方向依次排列的第一永磁體組和固定連接于所述第二軛板且沿所述第一初級組件移動方向依次排列的第二永磁體組，所述第一永磁體組和第二永磁體組均為沿初級組件直線運動方向N、S相間依次排列，所述第一永磁體組和第二永磁體組相面對設置且兩者之間具有一定間距以供所述初級組件直線移動，所述初級組件上設有氣冷單元。
2.根據權利要求1所述的無鐵芯直線電機，其特征在于，所述繞組沿所述初級組件的直線運動方向依次排布，且在沿所述初級組件的直線運動方向上，所述氣冷單元位于所述繞組的外周。
3.根據權利要求2所述的無鐵芯直線電機，其特征在于，所述氣冷單元包括第一毛細管、第二毛細管和沿所述初級組件直線移動方向設置的第三毛細管，所述第一毛細管與所述第三毛細管的一端相連通，所述第二毛細管與所述第三毛細管的另一端相連通。>
4.根據權利要求3所述的無鐵芯直線電機，其特征在于，所述第三毛細管在沿所述初級組件直線移動的方向上設有多個排氣孔。
5.根據權利要求3所述的無鐵芯直線電機，其特征在于，所述第一毛細管的中心軸線、所述第二毛細管的中心軸線和所述第三毛細管的中心軸線位于同一平面內。
6.根據權利要求5所述的無鐵芯直線電機，其特征在于，所述繞組排布所處的中心面與所述平面共面。
7.根據權利要求3所述的無鐵芯直線電機，其特征在于，所述氣冷單元還包括與所述第一毛細管相連通的第一進氣接頭和與所述第二毛細管相連通的第二進氣接頭。
8.根據權利要求6所述的無鐵芯直線電機，其特征在于，所述基板上設有將第一毛細管固定于所述基板的第一毛細管固定件和將所述第二毛細管固定于所述基板的第二毛細管固定件，所述第一進氣接頭延伸穿過所述第一毛細管固定件并與所述第一毛細管相連接，所述第二進氣接頭延伸穿過所述第二毛細管固定件并與所述第二毛細管相連接。
9.根據權利要求3所述的無鐵芯直線電機，其特征在于，所述基板上還設有第三毛細管固定件和第四毛細管固定件，所述第三毛細管固定件上設有通道，所述通道與所述第一毛細管和第三毛細管均相連通，所述第四毛細管固定件上設有通路，所述通路與所述第二毛細管和第三毛細管均相連通。
...【技術特征摘要】
1.一種無鐵芯直線電機，其特征在于，所述無鐵芯直線電機包括初級組件和次級組件，所述初級組件相對于所述次級組件可直線移動，所述初級組件包括基板和設置于所述基板上的繞組，所述次級組件包括支撐板、固定連接于所述支撐板的第一軛板和第二軛板、固定連接于所述第一軛板且沿所述初級組件移動方向依次排列的第一永磁體組和固定連接于所述第二軛板且沿所述第一初級組件移動方向依次排列的第二永磁體組，所述第一永磁體組和第二永磁體組均為沿初級組件直線運動方向n、s相間依次排列，所述第一永磁體組和第二永磁體組相面對設置且兩者之間具有一定間距以供所述初級組件直線移動，所述初級組件上設有氣冷單元。
2.根據權利要求1所述的無鐵芯直線電機，其特征在于，所述繞組沿所述初級組件的直線運動方向依次排布，且在沿所述初級組件的直線運動方向上，所述氣冷單元位于所述繞組的外周。
3.根據權利要求2所述的無鐵芯直線電機，其特征在于，所述氣冷單元包括第一毛細管、第二毛細管和沿所述初級組件直線移動方向設置的第三毛細管，所述第一毛細管與所述第三毛細管的一端相連通，所述第二毛細管與所述第三毛細管的另一端相連通。
4.根據權利要求3所述的無鐵芯直線電機，其特征在于，所述第三毛細...
【專利技術屬性】
技術研發人員：劉吉柱，徐旌惠，陳飛宇，戚國豪，曹壯，董中海，
申請(專利權)人：蘇州大學，
類型：發明
國別省市：
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