一种圆筒型动铁式永磁直线发电机的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种发电机，属于电机技术领域，特别是一种圆筒型动铁式永磁直线发电机。
【背景技术】
[0002]圆筒型直线发电机是直接将直线运动的机械能转化为电能的发电机，省去中间多余的机械传动机构，可靠性高，因此可以广泛应用于直线运动发电领域。
[0003]现有的圆筒形直线发电机定子铁芯采用矽钢片周向叠压、软铁材料加工或粉末软磁复合材料压制等方式制成，电枢绕组制成饼状，嵌入定子铁芯槽中。
[0004]上述圆筒形直线发电机存在着如下不足:
1.制造工艺复杂，成本高。
[0005]2.由于齿槽效应存在，电机推力波动大。
[0006]3.动子采用动磁式或动铁式磁路结构。动磁式磁路结构复杂，质量重；动铁式磁路结构简单，质量比动磁式稍轻，但仍较重，且周向定位力小。
【发明内容】
[0007]本发明要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，而提供一种圆筒型动铁式永磁直线发电机，该圆筒型动铁式永磁直线发电机制作工艺简单，推力波动小，周向定位力大。
[0008]另外，本申请还提供一种圆筒型动铁式永磁直线发电机，该圆筒型动铁式永磁直线发电机在不导致功率降低的前提下，能够实现动子的进一步轻量化。
[0009]为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是:
一种圆筒型动铁式永磁直线发电机，包括永磁定子和动子。
[0010]所述永磁定子包括多齿铁芯、电枢绕组和永磁体，多齿铁芯呈圆环状，多齿铁芯的内圆面沿圆周均布有偶数个齿靴一；电枢绕组缠绕在齿靴一的齿根上，永磁体固定在齿靴一的齿顶上。
所述动子的外圆面沿圆周方向均布有若干个凹槽，动子的内圆面沿圆周方向均布有与凹槽数量相等的凸台；每个凸台和每个凹槽均沿动子的径向中心线对称布置，凸台与凹槽一一对应，且凸台与凹槽两者的径向中心线相重合。
[0011]永磁定子套装在动子的外周，动子的轴向长度小于整个永磁定子的轴向长度，动子能在永磁定子的轴向长度范围内做往复运动。
[0012]位于相邻两个所述凸台之间的动子内圆面上各设置有一个呈“喇叭口”形状的异型孔，且每个异型孔均能形成稀疏磁链部位。
[0013]所述多齿铁芯中齿靴一的齿顶上设置有用于将永磁体限位的限位装置。
[0014]所述凸台和凹槽的数量均与齿靴一的数量相等。
[0015]所述永磁定子包括至少两个同轴设置的多齿铁芯和至少一个隔磁桥，隔磁桥为非导磁材料，设置在相邻两个多齿铁芯之间。
[0016]所述隔磁桥也呈圆环状，在隔磁桥的内圆面沿圆周方向均布有与齿靴一数量相等的齿靴二；电枢绕组缠绕在齿靴一和齿靴二的齿根上。
[0017]所述齿靴二的内径小于齿靴一的内径，但大于永磁体的内径。
[0018]每个所述永磁体的轴向长度均等于单个多齿铁芯的轴向长度，沿轴向永磁体成对布置，沿周向相邻两个永磁体的磁化方向均相反。
[0019]所述动子的轴向长度大于单个多齿铁芯轴向长度与隔磁桥轴向长度之和。
[0020]每个所述凸台和每个凹槽均呈弧形。
[0021]本发明采用上述结构后，具有如下有益效果:
1.永磁定子采用通用旋转电机制作工艺，工艺简单，制造成本低。永磁体位于永磁定子内侧，装配简单、可靠、耐冲击性强、易于散热。因此，能够广泛用于往复短行程圆筒型永磁直线发电机领域中。
[0022]2.动子外周凹槽的设置，能使动子周向定位力大，能实现动子的周向定位，提高直线发电机的振荡频率及响应速度。
[0023]3.动子的轴向长度小于整个永磁定子的轴向长度，故动子与永磁体之间的轴向磁导变化不大，轴向定位力小，也即系统推力波动小。
[0024]4.上述凸台及异型孔的设置，在不导致功率降低的前提下，通过磁路优化，使动子能够进一步的轻量化。
【附图说明】
[0025]图1显示了本发明圆筒型动铁式永磁直线发电机正视图。
[0026]图2显示了本发明圆筒型动铁式永磁直线发电机A-A剖视图。
[0027]图3显示了本发明圆筒型动铁式永磁直线发电机的永磁定子立体示意图。
[0028]图4显示了本发明圆筒型动铁式永磁直线发电机的多齿铁芯正视图。
[0029]图5显示了本发明圆筒型动铁式永磁直线发电机的永磁体沿径向剖开平面展开分布示意图。
[0030]图6显示了本发明圆筒型动铁式永磁直线发电机的隔磁桥正视图。
[0031]图7显示了本发明圆筒型动铁式永磁直线发电机的动子正视图。
[0032]图8显示了本发明圆筒型动铁式永磁直线发电机的动子立体示意图。
[0033]图9显示了电枢绕组未通电时，本发明圆筒型动铁式永磁直线发电机的磁链示意图(动子不包括凹槽及凸台)。
[0034]图10显示了电枢绕组未通电时，本发明圆筒型动铁式永磁直线发电机的磁链示意图(动子仅包括凹槽)。
[0035]图11显示了电枢绕组未通电时，本发明圆筒型动铁式永磁直线发电机的磁链示意图(动子包括凹槽及凸台)。
[0036]图12显示了高负荷相应的电流流经电枢绕组时，本发明圆筒型动铁式永磁直线发电机的磁链示意图(动子包括凹槽及凸台)。
[0037]图13显不了在尚负荷时具有稀疏磁链部位L的磁链不意图。
[0038]其中有: 100.永磁定子；
101.多齿铁芯；102.电枢绕组；103.永磁体；104.隔磁桥；105.限位凸台；106.齿靴一 ；107.齿靴二 ；108.齿根；109.齿顶；
200.动子；
201.径向中心线；202.凸台；203.凹槽；204.异型孔。
[0039]另外，图中，L表示为稀疏磁链部位；H表示为高密度磁链部位。
【具体实施方式】
[0040]下面结合附图和具体较佳实施方式对本发明作进一步详细的说明。
[0041]如图1所不，一种圆筒型动铁式永磁直线发电机，包括永磁定子100和动子200。
[0042]如图1、图2和图3所示，永磁定子100包括多齿铁芯101、电枢绕组102、永磁体103和隔磁桥104。
[0043]多齿铁芯101的数量，可以根据实际需要进行设定，优选至少有两个，进一步优选为两个。多个多齿铁芯101均同轴设置，隔磁桥104设置在相邻两个多齿铁芯101之间。
[0044]每个多齿铁芯101均优选由矽钢片沿轴向叠压而成，每个多齿铁芯101均呈圆环状。
[0045]如图4所示，所述多齿铁芯101，多齿铁芯101的内圆面沿圆周均布有偶数个齿靴一 106，优选为6个。
[0046]如图6所示，隔磁桥104为非导磁材料，隔磁桥104也呈圆环状，在隔磁桥104的内圆面沿圆周方向均布有与齿靴一 106数量相等的齿靴二 107。
[0047]齿靴一 106和齿靴二 107均包括齿根108和齿顶109，齿顶109向着圆心方向。齿靴一 106和齿靴二 107的齿根108和齿顶109尺寸均相同。
[0048]当多齿铁芯101仅有一个时，直接将电枢绕组102缠绕在齿靴一 106的齿根108
上即可。
[0049]当多齿铁芯101为两个以上时，电枢绕组102将缠绕在齿靴一 106和齿靴二 107的齿根108上，从而工艺简单。
[0050]永磁体103固定在齿靴一 106的齿顶109上。齿靴一 106的齿顶109上优选设置有用于将永磁体103限位的限位装置。
[0051]上述限位装置优选为如图4所示的限位凸台105，限位凸台105高度优选小于永磁体103的高度。在永磁体103装配过程中，能起到周向定位作用，无需装