两相圆筒电磁直线作动器的制造方法
两相圆筒电磁直线作动器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及两相圆筒电磁直线作动器，属于特种电机技术领域。
【背景技术】
[0002]传统的直线作动器为电液伺服驱动的，这种电液伺服直线作动系统可以分以下几个部分:控制器、液压油缸式作动器、液压栗、管路等组成。液压栗是提供恒定油压的动力装置，电磁作动器如果取代电液伺服作动器，则可以使得系统结构小巧、响应速度快捷、作动控制效率提高、能耗降低，并消除了电液伺服作动系统存在的漏油、安全性、结构复杂等问题，提高了系统的实时检测和故障诊断能力，改善了维护性并减小了系统的重量。
[0003]传统的电磁作动器大部分有旋转电机配合蜗轮蜗杆机构提供推力。圆筒电磁直线作动器不需要经过蜗轮蜗杆机构而直接产生直线运动，使结构大大简化，运动惯量减少，动态响应性能和定位精度大大提高；同时也提高了可靠性，节约了成本，使制造和维护更加简便。
[0004]据申请人调研，已有部分两相圆筒直线作动器相关的专利，例如申请号为201310601462.4的发明专利申请:“混合励磁圆筒形两相开关磁阻直线电机”，公开了一种采用A相绕组和B相绕组两套绕组和双极性电流励磁方法，通过对A相绕组和B相绕组励磁电流大方向和大小进行控制，使动子铁心能够进行左右往复运动，并使电机输出电磁推力增大了20%。申请号为201310585295.9的发明专利申请，公开了一种包括定子、动子、电机输出轴和复位弹簧片的一种圆筒形两相开关磁阻震荡电机。这两种皆为开关磁阻电机。
[0005]另外，专利号为ZL201010189920.4的授权发明专利:一种圆筒型车辆主动悬架电磁作动器，发明了的作动器技术特征在于:包括具有工装轴形状的通孔的初级装配和在初级装配的通孔内安装的次级装配，初级装配包括有绕组铁芯装配，有绕组铁芯装配包括绝缘挡圈、定子冲片和初级线圈，绝缘挡圈为贯通的圆筒结构，通孔为圆筒结构的内部，定子冲片设置有多个，并排套接在绝缘挡圈外部并与绝缘挡圈的轴线垂直，初级线圈设置在相邻两定子冲片之间并缠绕绝缘挡圈外部;次级装配包括永磁体和圆柱形的活塞杆，永磁体包覆在活塞杆的侧面且其磁极方向和活塞杆轴线方向平行。该专利为圆筒直线作动器提供了一种很好的应用背景。
[0006]本发明公开的技术与上述方案皆不同。首先励磁绕组是绕动子圆周绕制的，因此给对称分布的两相绕组提供同样大小的磁场。
[0007]另外，由于结构上与传统的带励磁绕组的电机不同，因此本申请并不是简单地旋转电机展开得到的传统直线电机，而是一种全新结构的直线电机，用作直线作动器。
【发明内容】
[0008]为了发明两相圆筒电磁直线作动器，简化原有旋转电机组成的作动器和液压作动器的组成，提供一个两相绕组即可实现的直线作动器，本发明采用如下技术方案:
两相圆筒电磁直线作动器，包括动子铁心(1)、轴向轴承(2)、定子(3)、励磁绕组(4)和电枢绕组，其特征在于:
所述动子铁心(1)为长圆柱形，动子铁心(1)的圆周外有拱形凸起作为动子极，动子极沿轴向有两列，同一列的动子极轴向的距离为一个极距;两列动子极在动子铁心(1)上对称分布，其中一列的每个动子极上绕有一个A相电枢线圈(5)，另一列动子极上绕有一个B相电枢线圈(6) ;A相电枢线圈(5)所在的动子极与B相电枢线圈(6)所在的动子极在轴向上错开半个极距；
动子铁心(1)两端各有一段光杆，两段光杆上分别安装一个轴向轴承(2)，轴向轴承(2)的外侧安装在定子(3)两端，在轴向轴承(2)的作用下，动子铁心(1)可沿轴向移动；
所述定子(3)呈圆筒状，动子铁心(1)位于圆筒内，定子(3)的内侧有环状凸起作为定子极，各个环状凸起在轴向上的距离为一个极距；
所述励磁绕组(4)由数个励磁线圈串联组成，每个励磁线圈沿动子铁心的圆周方向缠绕在两个动子极之间，相邻励磁线圈的绕制方向相反；
A相电枢线圈(5)和B相电枢线圈(6)都围绕所在的动子极绕制，相邻的A相电枢线圈(5)绕制方向相反，所有的A相电枢线圈(5)串联或并联后组成A相电枢绕组;相邻的B相电枢线圈(6)绕制方向也相反，所有的B相电枢线圈(6)串联或并联后组成B相电枢绕组。
[0009]如上所述的两相圆筒电磁直线作动器，其特征在于:A相电枢绕组的两端分别接在一个单相Η桥变换器的两个桥臂中点，B相电枢绕组的两端分别接在第二个单相Η桥变换器的两个桥臂中点；当Α相自感上升时给A相电枢绕组通正向电流，当A相自感下降时给A相电枢绕组通负向电流，则A相电枢绕组可产生正的推力；当B相自感上升时给B相电枢绕组通正向电流，当B相自感下降时给A相电枢绕组通负向电流，则B相电枢绕组也可产生正的推力；同理，当A相自感上升时给A相电枢绕组通负向电流，当A相自感下降时给A相电枢绕组通正向电流，则A相电枢绕组可产生负的推力；当B相自感上升时给B相电枢绕组通负向电流，当B相自感下降时给A相电枢绕组通正向电流，则B相电枢绕组也可产生负的推力；调整励磁电流的大小可以改变推力的大小。
[0010]本发明的有益效果如下:
⑴先利用两相绕组直接产生推力，比利用旋转电机和液压缸产生推力的方式更为简单，也更为可靠；
⑵两相绕组对称分布，消除了传统直线电机端部效应引起的各相不对称问题；
(3)没有永磁体，而且励磁电流可调，输出推力可调，可以在高温振动环境下工作。
【附图说明】
[0011]图1是本发明两相圆筒电磁直线作动器纵剖图。其中:1、动子铁心，2、轴向轴承，3、定子，4、励磁绕组，5、A相电枢线圈，6、B相电枢线圈。
[0012]图2是本发明两相圆筒电磁直线作动器沿图1E-E横剖图，其中:5、A相电枢线圈，
6、B相电枢线圈。
[0013]图3为本发明两相圆筒电磁直线作动器绕组与变换器连接图。
[0014]图4为两相圆筒电磁直线作动器工作原理图。其中“是?相电枢绕组自感，Lpf是p相电枢绕组和励磁绕组的互感，Ip是P相电枢绕组电流，Tpf是P相电枢绕组产生的电磁转矩。
【具体实施方式】
[0015]下面结合附图对本发明创造做进一步详细说明。
[0016]图1是本发明两相圆筒电磁直线作动器纵剖图。两相圆筒电磁直线作动器包括动子铁心(1)、轴向轴承(2)、定子(3)、励磁绕组(4)和电枢绕组。两相圆筒电磁直线作动器的特征在于:
所述动子铁心(1)为长圆柱形，动子铁心(1)的圆周外有拱形凸起作为动子极，动子极沿轴向有两列，同一列的动子极轴向的距离为一个极距;两列动子极在动子铁心(1)上对称分布，其中一列的每个动子极上绕有一个A相电枢线圈(5)，另一列每个动子极上绕有一个B相电枢线圈(6) ;A相电枢线圈(5)所在的动子极与B相电枢线圈(6)所在的动子极在轴向上错开半个极距。
[0017]动子铁心(1)两端各有一段光杆，两段光杆上分别安装一个轴向轴承(2)，轴向轴承(2)的外侧安装在定子(3)两端，在轴向轴承(2)的作用下，动子铁心(1)可沿轴向移动。
[0018]所述定子(3)呈圆筒状，定子的内侧有环状凸起，各个环状凸起在 轴向上的距离为一个极距；
所述励磁绕组(4)由数个励磁线圈串联组成，每个励磁线圈沿动子铁心(1)的圆周方向缠绕在两个动子极之间。第一个励磁线圈绕在A相和B相的第一个动子极和第二个动子极之间，第二个励磁线圈绕在A相和B相第二个动子极和第三个动子极之间，以此类推;相邻励磁线圈的绕制方向相反。
[0019]A相电枢线圈(5)和B相电枢线圈(6)都围绕所在的动子极绕制，相邻的A相电枢线圈(5)绕制方向相反，所有的A相电枢线圈(5)串联或并联后组成A相电枢绕组;相邻的B相电枢线圈(6)绕制方向也相反，所有的B相枢线圈(6)串联或并联后组成B相电枢绕组。
[0020]A相电枢线圈和B相电枢线圈都与动子铁心所在的轴线平行，且与所缠绕的动子极所在的中心线垂直。
[0021]图2是本发明两相圆筒电磁直线作动器沿图1E-E横剖图，A相电枢线圈(5)和B相电枢线圈(6)都围绕所在的动子极绕制。动子铁心的圆周外有拱形凸起作为动子极，动子极沿轴向有两列;两列动子极在定子铁心(1)上对称分布;其中一列的每个动子极上绕有一个A相电枢线圈(5)，另一列动子极上绕有一个B相电枢线圈(6)。
[0022]图3为本发明两相圆筒电磁直线作动器绕组与变换器连接图。A相电枢绕组的两端分别接在一个单相Η桥变换器的两个桥臂中点，B相电枢绕组的两端分别接在第二个单相Η桥变换器的两个桥臂中点。
[0023]图4为两相圆筒电磁直线作动器工作原理图。当Α相自感上升时给Α相电枢绕组通正向电流，当A相自感下降时给A相电枢绕组通负向电流，则A相电枢绕组可产生正的推力；当B相自感上升时给B相电枢绕组通正向电流，当B相自感下降时给A相电枢绕组通负向电流，则B相电枢绕组也可产生正的推力；同理，当A相自感上升时给A相电枢绕组通负向电流，当A相自感下降时给A相电枢绕组通正向电流，则A相电枢绕组可产生负的推力；当B相自感上升时给B相电枢绕组通负向电流，当B相自感下降时给A相电枢绕组通正向电流，则B相电枢绕组也可产生负的推力；调整励磁电流的大小可以改变推力的大小。
[0024]下面对本发明提出的两相圆筒电磁直线作动器进行工作原理的说明。
[0025]由于A相电枢绕组感应自身电流引起的磁链与A相电枢绕组感应励磁绕组产生的磁链具有相同的路径，因此A相电枢绕组的自感LjPA相电枢绕组与励磁绕组的互感Lap具有相同的变化趋势。当定子极与其中一相动子极完全重叠时，该相动子极上的电枢绕组的匝链的磁阻最小、磁链最大，该相绕组的自感最大，该相电枢绕组与励磁绕组的互感也最大。当一相动子极与定子极完全脱离时，该极电枢绕组的磁阻最大、磁链最小，该相电枢绕组的自感最小，该相电枢绕组与励磁绕组的互感也最小。
[0026]因此当A相自感上升时给A相电枢绕组通正向电流，则A相电枢绕组可产生正的推力。此时B相自感正处于下降阶段，此时给B相电枢绕组通以负向电流，则B相电枢绕组也可以产生正的推力。
[0027]当B相自感上升时给B相电枢绕组通正向电流，则B相电枢绕组可产生正的推力。此时A相自感正处于下降阶段，此时给A相电枢绕组通以负向电流，则A相电枢绕组也可以产生正的推力。
[0028]同理，当A相自感上升时给A相电枢绕组通负向电流，则A相电枢绕组可产生负的推力。此时B相自感正处于下降阶段，此时给B相电枢绕组通以正向电流，则B相电枢绕组也可以产生负的推力。
[0029 ]当B相自感上升时给B相电枢绕组通负向电流，则B相电枢绕组可产生负的推力。此时A相自感正处于下降阶段，此时给A相电枢绕组通以正向电流，则A相电枢绕组也可以产生负的推力。
[0030]需要指出的是，以上所述，仅为本发明的【具体实施方式】，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化和替换，都应涵盖在本发明的保护范围内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
【主权项】
1.两相圆筒电磁直线作动器，包括动子铁心(1)、轴向轴承(2)、定子(3)、励磁绕组(4)和电枢绕组，其特征在于: 所述动子铁心(1)为长圆柱形，动子铁心(1)的圆周外有拱形凸起作为动子极，动子极沿轴向有两列，同一列的动子极轴向的距离为一个极距;两列动子极在动子铁心(1)上对称分布，其中一列的每个动子极上绕有一个A相电枢线圈(5)，另一列每个动子极上绕有一个B相电枢线圈(6) ;A相电枢线圈(5)所在的动子极与B相电枢线圈(6)所在的动子极在轴向上错开半个极距； 动子铁心(1)两端各有一段光杆，两段光杆上分别安装一个轴向轴承(2)，轴向轴承(2)的外侧安装在定子(3)两端，在轴向轴承(2)的作用下，动子铁心(1)可沿轴向移动； 所述定子(3)呈圆筒状，动子铁心(1)位于圆筒内，定子(3)的内侧有环状凸起作为定子极，各个环状凸起在轴向上的距离为一个极距； 所述励磁绕组(4)由数个励磁线圈串联组成，每个励磁线圈沿动子铁心的圆周方向缠绕在两个动子极之间，相邻励磁线圈的绕制方向相反； A相电枢线圈(5)和B相电枢线圈(6)都围绕所在的动子极绕制，相邻的A相电枢线圈(5)绕制方向相反，所有的A相电枢线圈(5)串联或并联后组成A相电枢绕组;相邻的B相电枢线圈(6)绕制方向也相反，所有的B相电枢线圈(6)串联或并联后组成B相电枢绕组。2.如权利要求1所述的两相圆筒电磁直线作动器，其特征在于:A相电枢绕组的两端分别接在一个单相Η桥变换器的两个桥臂中点，B相电枢绕组的两端分别接在第二个单相Η桥变换器的两个桥臂中点；当Α相自感上升时给Α相电枢绕组通正向电流，当Α相自感下降时给A相电枢绕组通负向电流，则A相电枢绕组可产生正的推力；当B相自感上升时给B相电枢绕组通正向电流，当B相自感下降时给A相电枢绕组通负向电流，则B相电枢绕组也可产生正的推力；同理，当A相自感上升时给A相电枢绕组通负向电流，当A相自感下降时给A相电枢绕组通正向电流，则A相电枢绕组可产生负的推力；当B相自感上升时给B相电枢绕组通负向电流，当B相自感下降时给A相电枢绕组通正向电流，则B相电枢绕组也可产生负的推力；调整励磁电流的大小可以改变推力的大小。
【专利摘要】两相圆筒电磁直线作动器，包括动子铁心(1)、轴向轴承(2)、定子(3)、励磁绕组(4)和电枢绕组，动子铁心(1)为长圆柱形，动子铁心(1)的圆周外有拱形凸起作为动子极，动子极沿轴向有两列；定子(3)呈圆筒状，定子(3)的内侧有环状凸起；每个动子极上绕有一个电枢线圈，A相电枢线圈(5)所在的动子极与B相电枢线圈(6)所在的动子极在轴向上错开半个极距；每个励磁线圈沿动子铁心(1)的圆周方向缠绕在两个动子极之间，相邻励磁线圈的绕制方向相反。本发明利用两相绕组直接产生推力，比利用旋转电机和液压缸产生推力的方式更为简单，也更为可靠。
【IPC分类】H02K3/28, H02K1/14, H02K1/24
【公开号】CN105490409
【申请号】CN201610040934
【发明人】史立伟, 巩合聪, 张学义, 张洪信, 刘从臻, 牟洪仁
【申请人】山东理工大学
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2016年1月22日
【技术领域】
[0001]本发明涉及两相圆筒电磁直线作动器，属于特种电机技术领域。
【背景技术】
[0002]传统的直线作动器为电液伺服驱动的，这种电液伺服直线作动系统可以分以下几个部分:控制器、液压油缸式作动器、液压栗、管路等组成。液压栗是提供恒定油压的动力装置，电磁作动器如果取代电液伺服作动器，则可以使得系统结构小巧、响应速度快捷、作动控制效率提高、能耗降低，并消除了电液伺服作动系统存在的漏油、安全性、结构复杂等问题，提高了系统的实时检测和故障诊断能力，改善了维护性并减小了系统的重量。
[0003]传统的电磁作动器大部分有旋转电机配合蜗轮蜗杆机构提供推力。圆筒电磁直线作动器不需要经过蜗轮蜗杆机构而直接产生直线运动，使结构大大简化，运动惯量减少，动态响应性能和定位精度大大提高；同时也提高了可靠性，节约了成本，使制造和维护更加简便。
[0004]据申请人调研，已有部分两相圆筒直线作动器相关的专利，例如申请号为201310601462.4的发明专利申请:“混合励磁圆筒形两相开关磁阻直线电机”，公开了一种采用A相绕组和B相绕组两套绕组和双极性电流励磁方法，通过对A相绕组和B相绕组励磁电流大方向和大小进行控制，使动子铁心能够进行左右往复运动，并使电机输出电磁推力增大了20%。申请号为201310585295.9的发明专利申请，公开了一种包括定子、动子、电机输出轴和复位弹簧片的一种圆筒形两相开关磁阻震荡电机。这两种皆为开关磁阻电机。
[0005]另外，专利号为ZL201010189920.4的授权发明专利:一种圆筒型车辆主动悬架电磁作动器，发明了的作动器技术特征在于:包括具有工装轴形状的通孔的初级装配和在初级装配的通孔内安装的次级装配，初级装配包括有绕组铁芯装配，有绕组铁芯装配包括绝缘挡圈、定子冲片和初级线圈，绝缘挡圈为贯通的圆筒结构，通孔为圆筒结构的内部，定子冲片设置有多个，并排套接在绝缘挡圈外部并与绝缘挡圈的轴线垂直，初级线圈设置在相邻两定子冲片之间并缠绕绝缘挡圈外部;次级装配包括永磁体和圆柱形的活塞杆，永磁体包覆在活塞杆的侧面且其磁极方向和活塞杆轴线方向平行。该专利为圆筒直线作动器提供了一种很好的应用背景。
[0006]本发明公开的技术与上述方案皆不同。首先励磁绕组是绕动子圆周绕制的，因此给对称分布的两相绕组提供同样大小的磁场。
[0007]另外，由于结构上与传统的带励磁绕组的电机不同，因此本申请并不是简单地旋转电机展开得到的传统直线电机，而是一种全新结构的直线电机，用作直线作动器。
【发明内容】
[0008]为了发明两相圆筒电磁直线作动器，简化原有旋转电机组成的作动器和液压作动器的组成，提供一个两相绕组即可实现的直线作动器，本发明采用如下技术方案:
两相圆筒电磁直线作动器，包括动子铁心(1)、轴向轴承(2)、定子(3)、励磁绕组(4)和电枢绕组，其特征在于:
所述动子铁心(1)为长圆柱形，动子铁心(1)的圆周外有拱形凸起作为动子极，动子极沿轴向有两列，同一列的动子极轴向的距离为一个极距;两列动子极在动子铁心(1)上对称分布，其中一列的每个动子极上绕有一个A相电枢线圈(5)，另一列动子极上绕有一个B相电枢线圈(6) ;A相电枢线圈(5)所在的动子极与B相电枢线圈(6)所在的动子极在轴向上错开半个极距；
动子铁心(1)两端各有一段光杆，两段光杆上分别安装一个轴向轴承(2)，轴向轴承(2)的外侧安装在定子(3)两端，在轴向轴承(2)的作用下，动子铁心(1)可沿轴向移动；
所述定子(3)呈圆筒状，动子铁心(1)位于圆筒内，定子(3)的内侧有环状凸起作为定子极，各个环状凸起在轴向上的距离为一个极距；
所述励磁绕组(4)由数个励磁线圈串联组成，每个励磁线圈沿动子铁心的圆周方向缠绕在两个动子极之间，相邻励磁线圈的绕制方向相反；
A相电枢线圈(5)和B相电枢线圈(6)都围绕所在的动子极绕制，相邻的A相电枢线圈(5)绕制方向相反，所有的A相电枢线圈(5)串联或并联后组成A相电枢绕组;相邻的B相电枢线圈(6)绕制方向也相反，所有的B相电枢线圈(6)串联或并联后组成B相电枢绕组。
[0009]如上所述的两相圆筒电磁直线作动器，其特征在于:A相电枢绕组的两端分别接在一个单相Η桥变换器的两个桥臂中点，B相电枢绕组的两端分别接在第二个单相Η桥变换器的两个桥臂中点；当Α相自感上升时给A相电枢绕组通正向电流，当A相自感下降时给A相电枢绕组通负向电流，则A相电枢绕组可产生正的推力；当B相自感上升时给B相电枢绕组通正向电流，当B相自感下降时给A相电枢绕组通负向电流，则B相电枢绕组也可产生正的推力；同理，当A相自感上升时给A相电枢绕组通负向电流，当A相自感下降时给A相电枢绕组通正向电流，则A相电枢绕组可产生负的推力；当B相自感上升时给B相电枢绕组通负向电流，当B相自感下降时给A相电枢绕组通正向电流，则B相电枢绕组也可产生负的推力；调整励磁电流的大小可以改变推力的大小。
[0010]本发明的有益效果如下:
⑴先利用两相绕组直接产生推力，比利用旋转电机和液压缸产生推力的方式更为简单，也更为可靠；
⑵两相绕组对称分布，消除了传统直线电机端部效应引起的各相不对称问题；
(3)没有永磁体，而且励磁电流可调，输出推力可调，可以在高温振动环境下工作。
【附图说明】
[0011]图1是本发明两相圆筒电磁直线作动器纵剖图。其中:1、动子铁心，2、轴向轴承，3、定子，4、励磁绕组，5、A相电枢线圈，6、B相电枢线圈。
[0012]图2是本发明两相圆筒电磁直线作动器沿图1E-E横剖图，其中:5、A相电枢线圈，
6、B相电枢线圈。
[0013]图3为本发明两相圆筒电磁直线作动器绕组与变换器连接图。
[0014]图4为两相圆筒电磁直线作动器工作原理图。其中“是?相电枢绕组自感，Lpf是p相电枢绕组和励磁绕组的互感，Ip是P相电枢绕组电流，Tpf是P相电枢绕组产生的电磁转矩。
【具体实施方式】
[0015]下面结合附图对本发明创造做进一步详细说明。
[0016]图1是本发明两相圆筒电磁直线作动器纵剖图。两相圆筒电磁直线作动器包括动子铁心(1)、轴向轴承(2)、定子(3)、励磁绕组(4)和电枢绕组。两相圆筒电磁直线作动器的特征在于:
所述动子铁心(1)为长圆柱形，动子铁心(1)的圆周外有拱形凸起作为动子极，动子极沿轴向有两列，同一列的动子极轴向的距离为一个极距;两列动子极在动子铁心(1)上对称分布，其中一列的每个动子极上绕有一个A相电枢线圈(5)，另一列每个动子极上绕有一个B相电枢线圈(6) ;A相电枢线圈(5)所在的动子极与B相电枢线圈(6)所在的动子极在轴向上错开半个极距。
[0017]动子铁心(1)两端各有一段光杆，两段光杆上分别安装一个轴向轴承(2)，轴向轴承(2)的外侧安装在定子(3)两端，在轴向轴承(2)的作用下，动子铁心(1)可沿轴向移动。
[0018]所述定子(3)呈圆筒状，定子的内侧有环状凸起，各个环状凸起在 轴向上的距离为一个极距；
所述励磁绕组(4)由数个励磁线圈串联组成，每个励磁线圈沿动子铁心(1)的圆周方向缠绕在两个动子极之间。第一个励磁线圈绕在A相和B相的第一个动子极和第二个动子极之间，第二个励磁线圈绕在A相和B相第二个动子极和第三个动子极之间，以此类推;相邻励磁线圈的绕制方向相反。
[0019]A相电枢线圈(5)和B相电枢线圈(6)都围绕所在的动子极绕制，相邻的A相电枢线圈(5)绕制方向相反，所有的A相电枢线圈(5)串联或并联后组成A相电枢绕组;相邻的B相电枢线圈(6)绕制方向也相反，所有的B相枢线圈(6)串联或并联后组成B相电枢绕组。
[0020]A相电枢线圈和B相电枢线圈都与动子铁心所在的轴线平行，且与所缠绕的动子极所在的中心线垂直。
[0021]图2是本发明两相圆筒电磁直线作动器沿图1E-E横剖图，A相电枢线圈(5)和B相电枢线圈(6)都围绕所在的动子极绕制。动子铁心的圆周外有拱形凸起作为动子极，动子极沿轴向有两列;两列动子极在定子铁心(1)上对称分布;其中一列的每个动子极上绕有一个A相电枢线圈(5)，另一列动子极上绕有一个B相电枢线圈(6)。
[0022]图3为本发明两相圆筒电磁直线作动器绕组与变换器连接图。A相电枢绕组的两端分别接在一个单相Η桥变换器的两个桥臂中点，B相电枢绕组的两端分别接在第二个单相Η桥变换器的两个桥臂中点。
[0023]图4为两相圆筒电磁直线作动器工作原理图。当Α相自感上升时给Α相电枢绕组通正向电流，当A相自感下降时给A相电枢绕组通负向电流，则A相电枢绕组可产生正的推力；当B相自感上升时给B相电枢绕组通正向电流，当B相自感下降时给A相电枢绕组通负向电流，则B相电枢绕组也可产生正的推力；同理，当A相自感上升时给A相电枢绕组通负向电流，当A相自感下降时给A相电枢绕组通正向电流，则A相电枢绕组可产生负的推力；当B相自感上升时给B相电枢绕组通负向电流，当B相自感下降时给A相电枢绕组通正向电流，则B相电枢绕组也可产生负的推力；调整励磁电流的大小可以改变推力的大小。
[0024]下面对本发明提出的两相圆筒电磁直线作动器进行工作原理的说明。
[0025]由于A相电枢绕组感应自身电流引起的磁链与A相电枢绕组感应励磁绕组产生的磁链具有相同的路径，因此A相电枢绕组的自感LjPA相电枢绕组与励磁绕组的互感Lap具有相同的变化趋势。当定子极与其中一相动子极完全重叠时，该相动子极上的电枢绕组的匝链的磁阻最小、磁链最大，该相绕组的自感最大，该相电枢绕组与励磁绕组的互感也最大。当一相动子极与定子极完全脱离时，该极电枢绕组的磁阻最大、磁链最小，该相电枢绕组的自感最小，该相电枢绕组与励磁绕组的互感也最小。
[0026]因此当A相自感上升时给A相电枢绕组通正向电流，则A相电枢绕组可产生正的推力。此时B相自感正处于下降阶段，此时给B相电枢绕组通以负向电流，则B相电枢绕组也可以产生正的推力。
[0027]当B相自感上升时给B相电枢绕组通正向电流，则B相电枢绕组可产生正的推力。此时A相自感正处于下降阶段，此时给A相电枢绕组通以负向电流，则A相电枢绕组也可以产生正的推力。
[0028]同理，当A相自感上升时给A相电枢绕组通负向电流，则A相电枢绕组可产生负的推力。此时B相自感正处于下降阶段，此时给B相电枢绕组通以正向电流，则B相电枢绕组也可以产生负的推力。
[0029 ]当B相自感上升时给B相电枢绕组通负向电流，则B相电枢绕组可产生负的推力。此时A相自感正处于下降阶段，此时给A相电枢绕组通以正向电流，则A相电枢绕组也可以产生负的推力。
[0030]需要指出的是，以上所述，仅为本发明的【具体实施方式】，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化和替换，都应涵盖在本发明的保护范围内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
【主权项】
1.两相圆筒电磁直线作动器，包括动子铁心(1)、轴向轴承(2)、定子(3)、励磁绕组(4)和电枢绕组，其特征在于: 所述动子铁心(1)为长圆柱形，动子铁心(1)的圆周外有拱形凸起作为动子极，动子极沿轴向有两列，同一列的动子极轴向的距离为一个极距;两列动子极在动子铁心(1)上对称分布，其中一列的每个动子极上绕有一个A相电枢线圈(5)，另一列每个动子极上绕有一个B相电枢线圈(6) ;A相电枢线圈(5)所在的动子极与B相电枢线圈(6)所在的动子极在轴向上错开半个极距； 动子铁心(1)两端各有一段光杆，两段光杆上分别安装一个轴向轴承(2)，轴向轴承(2)的外侧安装在定子(3)两端，在轴向轴承(2)的作用下，动子铁心(1)可沿轴向移动； 所述定子(3)呈圆筒状，动子铁心(1)位于圆筒内，定子(3)的内侧有环状凸起作为定子极，各个环状凸起在轴向上的距离为一个极距； 所述励磁绕组(4)由数个励磁线圈串联组成，每个励磁线圈沿动子铁心的圆周方向缠绕在两个动子极之间，相邻励磁线圈的绕制方向相反； A相电枢线圈(5)和B相电枢线圈(6)都围绕所在的动子极绕制，相邻的A相电枢线圈(5)绕制方向相反，所有的A相电枢线圈(5)串联或并联后组成A相电枢绕组;相邻的B相电枢线圈(6)绕制方向也相反，所有的B相电枢线圈(6)串联或并联后组成B相电枢绕组。2.如权利要求1所述的两相圆筒电磁直线作动器，其特征在于:A相电枢绕组的两端分别接在一个单相Η桥变换器的两个桥臂中点，B相电枢绕组的两端分别接在第二个单相Η桥变换器的两个桥臂中点；当Α相自感上升时给Α相电枢绕组通正向电流，当Α相自感下降时给A相电枢绕组通负向电流，则A相电枢绕组可产生正的推力；当B相自感上升时给B相电枢绕组通正向电流，当B相自感下降时给A相电枢绕组通负向电流，则B相电枢绕组也可产生正的推力；同理，当A相自感上升时给A相电枢绕组通负向电流，当A相自感下降时给A相电枢绕组通正向电流，则A相电枢绕组可产生负的推力；当B相自感上升时给B相电枢绕组通负向电流，当B相自感下降时给A相电枢绕组通正向电流，则B相电枢绕组也可产生负的推力；调整励磁电流的大小可以改变推力的大小。
【专利摘要】两相圆筒电磁直线作动器，包括动子铁心(1)、轴向轴承(2)、定子(3)、励磁绕组(4)和电枢绕组，动子铁心(1)为长圆柱形，动子铁心(1)的圆周外有拱形凸起作为动子极，动子极沿轴向有两列；定子(3)呈圆筒状，定子(3)的内侧有环状凸起；每个动子极上绕有一个电枢线圈，A相电枢线圈(5)所在的动子极与B相电枢线圈(6)所在的动子极在轴向上错开半个极距；每个励磁线圈沿动子铁心(1)的圆周方向缠绕在两个动子极之间，相邻励磁线圈的绕制方向相反。本发明利用两相绕组直接产生推力，比利用旋转电机和液压缸产生推力的方式更为简单，也更为可靠。
【IPC分类】H02K3/28, H02K1/14, H02K1/24
【公开号】CN105490409
【申请号】CN201610040934
【发明人】史立伟, 巩合聪, 张学义, 张洪信, 刘从臻, 牟洪仁
【申请人】山东理工大学
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2016年1月22日
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