[發明專利]高加速度直線電磁推進系統

有效

• 申請號: 201010263344.3
• 申請日: 2010-08-26
• 公開（公告）號: CN101951112A
• 公開（公告）日: 2011-01-19
• 發明（設計）人: 寇寶泉;張魯;張赫
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: H02K41/02
• 分類號: H02K41/02;B60L13/10
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 牟永林

技術領域

本發明涉及一種高加速度直線電磁推進系統，屬于電機技術領域。

背景技術

高加速度直線電磁推進系統比較典型的應用有直線電機驅動的列車，如地鐵列車和高速磁懸浮列車，及航空母艦艦載飛機的電磁彈射等場合。列車在出站或進站時，一般需要采用高加速度直線電磁推進系統控制列車以恒定的高加速度加速或者減速；而艦載飛機采用電磁彈射器離艦起飛時，也需要采用高加速度直線電磁推進系統給飛機施加一個恒定的高推力，即高加速度。直線感應電機由于具有結構簡單、可靠性高及驅動容易等特點，而在直線推進系統中得到了廣泛應用。但是，直線感應電機的氣隙大、功率因數低，它需要的驅動器的容量大，造成驅動器的成本高、可靠性低。同時，現有的單初級、雙次級直線電機系統存在極大的單邊磁拉力，這種拉力致使次級發生變形，給次級支撐機構帶來了附加作用力，從而降低了整個系統的壽命及可靠性等。

發明內容

本發明的目的是為了解決高加速度直線電磁推進系統中，直線感應電機的功率因數低的問題，提供一種高加速度直線電磁推進系統。

本發明由功率變換器、直線電機和激磁電容器組成，

激磁電容器中的各個電容器連接成星形或多邊形；

直線電機包括電樞和次級，次級為門字形，次級門字形的兩條立邊為導體板，導體板的內側為低電阻率金屬材料，導體板的外側為高導磁金屬材料；次級跨在電樞上，次級的內側與電樞的上表面和兩側表面隔氣隙相對；

電樞由主鐵心、主繞組和輔助繞組組成，主鐵心的兩側氣隙側為齒槽結構，主繞組和輔助繞組嵌放在主鐵心兩側的槽中，主繞組為多相對稱繞組，主繞組的引出端與功率變換器的輸出端相連；輔助繞組為多相對稱繞組，輔助繞組的引出端與激磁電容器的引出端相連。

本發明的另一種技術方案為：本發明由功率變換器、直線電機和激磁電容器組成，

激磁電容器中的各個電容器連接成星形或多邊形；

直線電機包括電樞和次級，

電樞由主鐵心、主繞組、兩套輔助繞組和兩個輔助鐵心組成，

次級為門字形，次級門字形的兩條立邊為導體板，次級跨在主鐵心上，次級的內側與主鐵心的上表面和兩側表面隔氣隙相對；

主鐵心的兩側氣隙側各設置一個輔助鐵心，次級門字形的每條立邊外側分別與一個輔助鐵心隔氣隙相對；

主鐵心的兩側氣隙側與兩個輔助鐵心的氣隙側表面為齒槽結構，主繞組嵌放在主鐵心兩側的槽中，每套輔助繞組嵌放在一個輔助鐵心的槽中；

主繞組為多相對稱繞組，主繞組的引出端與功率變換器的輸出端相連；輔助繞組為多相對稱繞組，輔助繞組的引出端與激磁電容器的引出端相連。

本發明的優點是：本發明通過增加輔助繞組和激磁電容器，提高了直線電機的功率因數和推力密度，降低了功率變換器的容量和成本；通過增加輔助鐵心的方式，使次級可以只采用低電阻率金屬材料制成，而不必采用導磁材料，這樣可以減小次級的質量，提高電機的加速度和有效載荷，同時輔助鐵心與次級之間的磁拉力與主鐵心與次級之間的磁拉力相互抵消，減小或消除了次級的結構變形。

本發明提高了直線電機的效率。

附圖說明

圖1為本發明的整體結構示意圖；圖2為本發明實施方式一中直線電機的結構示意圖；圖3為圖2的左視圖；圖4為本發明實施方式二中直線電機的結構示意圖；圖5為圖4的左視圖；圖6為本發明實施方式四中直線電機的結構示意圖；圖7為圖6的左視圖。

具體實施方式

具體實施方式一：下面結合圖1、圖2和圖3說明本實施方式，本實施方式由功率變換器1、直線電機2和激磁電容器3組成，

激磁電容器3中的各個電容器連接成星形或多邊形；

直線電機2包括電樞2-1和次級2-2，次級2-2為門字形，次級2-2門字形的兩條立邊為導體板，導體板的內側為低電阻率金屬材料，導體板的外側為高導磁金屬材料；次級2-2跨在電樞2-1上，次級2-2的內側與電樞2-1的上表面和兩側表面隔氣隙相對；

電樞2-1由主鐵心2-11、主繞組2-12和輔助繞組2-13組成，主鐵心2-11的兩側氣隙側為齒槽結構，主繞組2-12和輔助繞組2-13嵌放在主鐵心2-11兩側的槽中，主繞組2-12為多相對稱繞組，主繞組2-12的引出端與功率變換器1的輸出端相連；輔助繞組2-13為多相對稱繞組，輔助繞組2-13的引出端與激磁電容器3的引出端相連。