一种基于三维磁场调制的轴向错位圆筒直线电机及其加工方法

1.一种基于三维磁场调制的轴向错位圆筒直线电机，其特征在于，包括外定子(1)、调制动子(2)和内定子(3)，外定子(1)、调制动子(2)、内定子(3)由外至内沿z轴同轴安装，以内定子(3)端面为xy平面，外定子(1)和内定子(3)端面所在平面重合，内圆圆心为坐标原点o建立三维直角坐标系；其中，所述的调制动子(2)与外定子(1)、内定子(3)之间存在气隙，位于调制动子(2)与外定子(1)之间的气隙称为外侧气隙，位于调制动子(2)与内定子(3)之间的气隙称为内侧气隙；

2.根据权利要求1所述的一种直线电机，其特征在于，所述外定子(1)、调制动子(2)和内定子(3)在z轴方向上的有效长度均为l。

3.根据权利要求1所述的一种直线电机，其特征在于，所述外定子(1)由常规硅钢片堆叠形成外定子电工铁(1-4)，其槽采取平行齿圆底开口槽的方式沿xy平面等角度排列，其内径d1，外径d2，槽数为q，定子齿相隔角度c1为2π/q，定子齿宽为c2，槽开口为bs0，槽深为hs2，槽肩高为hs1，槽口高为hs0，绕组匝数为n，定子电枢绕组(1-1)(1-2)(1-3)采用分数槽分布绕组，绕组内通入m相交流电流后在周向产生极对数为ps的周向电枢磁场。

4.根据权利要求1所述的一种直线电机，其特征在于，所述调制动子(2)作为调制装置，由ppm·(ps·nb)个调制块(2-1)和非导磁支撑部件(2-2)构成，调制块(2-1)依次嵌入非导磁支撑部件(2-2)的孔洞中形成螺旋形调磁装置，降低了加工难度调制块(2-1)为环块状，周向所占角度θ＝α1·2π/(nb·ps)，轴向长度为z＝α2·l/ppm，其中α1、α2为系数。

5.根据权利要求1所述的一种直线电机，其特征在于，所述内定子(3)中充磁方向径向向外的圆环永磁体(3-1)和充磁方向径向向内的圆环永磁体(3-2)的z轴方向长度均为l/(2ppm)，且沿轴向交替分布于内定子电工铁(3-3)的外表面。

6.根据权利要求4所述的一种直线电机，其特征在于，所述调制动子(2)的ppm·(ps·nb)个调制块(2-1)在圆周方向上分为ps个调制单元(2-3)，每个调制单元(2-3)在圆周方向所占空间角度为2π/ps，一个调制单元(2-3)中调制块(2-1)的周向个数为nb,总数量为(nb·ppm)。

7.根据权利要求4所述的一种直线电机，其特征在于，在有效长度l内，所述调制动子(2)由ps个调制单元(2-3)组成，一个调制单元(2-3)中圆周方向的两个相邻调制块的周向间距为2π/(nb·ps)，一个调制单元(2-3)中轴向的两个相邻调制块的距离为l/ppm调制块(2-1)为环块状，周向所占角度θ＝α1·2π/(nb·ps)，轴向长度为z＝α2·l/ppm，其中α1、α2为系数。

8.根据权利要求4所述的一种直线电机，其特征在于，调制动子(2)沿xz平面的展开图中调制块(2-1)呈现为矩形而不是平行四边形。

9.一种基于三维磁场调制的轴向错位圆筒直线电机的加工方法，其特征在于，包括以下步骤：

10.根据权利要求9所述的一种加工方法，其特征在于，非导磁支撑部件(2-2)的外径略小于调制块(2-1)的外径，调制块(2-1)凸起在非导磁支撑部件(2-2)外表面；