[發(fā)明專(zhuān)利]一種容錯(cuò)式永磁直線電機(jī)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010120847.5
• 申請(qǐng)日: 2010-03-10
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101789676A
• 公開(kāi)（公告）日: 2010-07-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吉敬華;趙文祥;孫玉坤;劉國(guó)海
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 江蘇大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): H02K41/03
• 分類(lèi)號(hào): H02K41/03
• 代理公司: 南京知識(shí)律師事務(wù)所 32207
• 代理人: 汪旭東

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種電工、電機(jī)技術(shù)領(lǐng)域的永磁直線電機(jī)，應(yīng)用于人工心臟、電磁炮等高 可靠、高效率的直線驅(qū)動(dòng)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

直線電機(jī)是一種可實(shí)現(xiàn)直接傳動(dòng)、無(wú)需將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)為直線運(yùn)動(dòng)的附加裝置，能消除 中間環(huán)節(jié)所帶來(lái)的各種定位誤差，提高整個(gè)系統(tǒng)的定位精度，簡(jiǎn)化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，減少系統(tǒng) 的重量和體積。

目前，常用的直線電機(jī)有兩類(lèi)：一類(lèi)是以直線感應(yīng)電機(jī)為主的電勵(lì)磁電機(jī)，其缺陷是： 功率因數(shù)、功率密度和效率均不高；另一類(lèi)是以永磁直線同步電機(jī)為主的永磁電機(jī)，與直 線感應(yīng)電機(jī)相比，其力能指標(biāo)高、體積小、重量輕，且具有發(fā)電制動(dòng)功能，兼具永磁電機(jī) 和直線電機(jī)的雙重優(yōu)點(diǎn)，但其缺陷是：容錯(cuò)性能差，無(wú)法滿足高可靠性和連續(xù)運(yùn)行較高要 求的場(chǎng)合，例如人工心臟、電磁炮等。

雙凸極結(jié)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)式定子永磁型電機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠性高，具有雙凸極永磁電機(jī)、磁 通切換永磁電機(jī)以及磁通反向電機(jī)三種結(jié)構(gòu)，這三種結(jié)構(gòu)是：永磁體分別置于電機(jī)的定子 軛部、定子齒間以及采用定子凸極表面貼裝。其中，雙凸極永磁電機(jī)由于其永磁體置于電 機(jī)的定子軛部，因此，其永磁磁鏈具有單極性，電機(jī)的功率密度低于磁通切換永磁電機(jī)和 磁通反向電機(jī)。磁通切換永磁電機(jī)由于永磁體被電機(jī)繞組所包圍，當(dāng)電機(jī)發(fā)生繞組短路故 障時(shí)，短路電流帶來(lái)的溫升會(huì)導(dǎo)致永磁體產(chǎn)生永久退磁，這便限制了該種電機(jī)的容錯(cuò)性能。 具有雙極性永磁磁鏈的磁通反向電機(jī)在具有高功率密度的同時(shí)，兼具高可靠性的優(yōu)點(diǎn)。

雙凸極結(jié)構(gòu)的初級(jí)永磁型直線電機(jī)是近年來(lái)出現(xiàn)的一種新型永磁直線電機(jī)，該類(lèi)電機(jī) 集中了旋轉(zhuǎn)式定子永磁型電機(jī)以及直線電機(jī)的諸多優(yōu)點(diǎn)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造成本低、效率高； 但另一方面，初級(jí)永磁型直線電機(jī)采用的是每槽2套繞組的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)，會(huì)發(fā)生相間繞組短 路故障，并且其磁通路徑經(jīng)由相鄰相構(gòu)成回路，造成相間互感較大，當(dāng)其中一相發(fā)生故障 時(shí)，會(huì)影響電機(jī)其它非故障相的正常工作。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，基于目前旋轉(zhuǎn)式定子永磁型電機(jī)和初級(jí)永磁 型直線電機(jī)的結(jié)構(gòu)，提出了一種可靠性高、電機(jī)相與相之間磁路獨(dú)立、具有容錯(cuò)性能的永 磁直線電機(jī)。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：包括定子、動(dòng)子和電樞繞組，動(dòng)子的長(zhǎng)度小于定子的長(zhǎng)度， 定子上間隔均布多個(gè)電樞齒，電樞繞組繞于電樞齒上，每個(gè)所述電樞齒的齒槽中設(shè)置一套 電樞繞組，每相鄰兩個(gè)所述電樞齒之間設(shè)置一個(gè)隔離齒；永磁體貼裝于電樞齒端部，隔離 齒的高度大于貼裝有永磁體的電樞齒的高度；動(dòng)子為由動(dòng)子鐵芯和多個(gè)動(dòng)子齒組成的凸極 形狀。

本發(fā)明的有益效果是：

1、本發(fā)明為雙凸極多齒結(jié)構(gòu)且?guī)Ц綦x齒，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、功率密度高、可靠性高；有利于 降低電機(jī)的齒槽力，進(jìn)而降低電機(jī)的推力波動(dòng)。

2、電機(jī)定子上的電樞繞組為集中式繞組，制作嵌線方便，繞組端部短，電阻和銅耗較 小。

3、繞組采用每槽只有一套繞組的形式，沒(méi)有繞組的定子齒作為隔離齒，起到電機(jī)相與 相之間物理隔離、熱隔離以及磁路解耦的作用。

4、動(dòng)子采用簡(jiǎn)單的凸極結(jié)構(gòu)，無(wú)繞組、無(wú)電刷、無(wú)永磁，易于維護(hù)。

5、永磁體采用定子齒表面貼裝的形式，使電機(jī)功率密度高、永磁體宜于散熱等優(yōu)點(diǎn)， 雙極性永磁磁鏈可根據(jù)實(shí)際需要設(shè)計(jì)電機(jī)的反電動(dòng)勢(shì)為正弦波和梯形波。

6、電機(jī)采用分段式獨(dú)立驅(qū)動(dòng)，具有帶故障運(yùn)行能力強(qiáng)、節(jié)能的優(yōu)點(diǎn)。

附圖說(shuō)明

以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。

圖1是本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1.定子；2.動(dòng)子；3.永磁體；4.電樞繞組；5.隔離齒；6.電樞齒；7.動(dòng)子鐵芯； 8.動(dòng)子齒。

具體實(shí)施方式