[發明專利]一種雙邊混合勵磁型高推力直線同步電機

無效

• 申請號: 201110441280.6
• 申請日: 2011-12-26
• 公開（公告）號: CN103178687A
• 公開（公告）日: 2013-06-26
• 發明（設計）人: 史黎明;盧琴芬;葉云岳;方華
• 申請（專利權）人: 上海磁浮交通發展有限公司;上海磁浮交通工程技術研究中心
• 主分類號: H02K41/03
• 分類號: H02K41/03
• 代理公司: 上海信好專利代理事務所(普通合伙) 31249
• 代理人: 張靜潔;徐雯瓊

技術領域

本發明涉及一種雙邊混合勵磁型高推力直線同步電機。

背景技術

永磁直線同步電機與直線感應電機相比，優點是推力密度大，缺點是推力波動大。高速數控機床目前采用的大推力直線同步電機都是永磁結構，為了進一步增大推力并克服推力波動大的缺點，雙邊冷卻型結構是一種可選的結構。目前檢索到的大推力永磁直線電機，永磁體基本都是面貼式的單邊型結構，永磁體安裝在背鐵上作為長定子，電樞繞組嵌入疊片鐵芯作為動子，系統存在很大的邊端力，而且動子存在很大的單邊法向力。

發明內容

本發明提供一種雙邊混合勵磁型高推力直線同步電機，適用于高速數控床、直線輸送裝置、直線試驗平臺等需要高平穩大推力的應用場合，解決了目前永磁直線同步電機存在邊端力、氣隙磁場調磁困難、推力密度不高的問題。

為了達到上述目的，本發明提供一種雙邊混合勵磁型高推力直線同步電機，該直線同步電機包含磁極和電樞，所述磁極設置在電樞兩側。

所述的磁極包含齒形背鐵，嵌入設置在背鐵齒間的可調直流勵磁繞組，以及設置在背鐵齒上的永磁體。

相鄰的永磁體的極性相反。

所述的電樞包含兩個背向設置的齒形電樞鐵芯，該電樞鐵芯的背部設置有若干冷卻管槽，該電樞還包含設置在電樞鐵芯齒間的電樞繞組，以及設置在電樞鐵芯背部冷卻管槽內的冷卻管道。

所述的背部冷卻管槽內的冷卻管道內冷卻介質可以是水、或是油、或是汽液混合介質、或僅僅開通風道。

所述的背部冷卻管槽可以是橫向設置、也可以是縱向設置。

所述的磁極和電樞都可作為動子。

當磁極作為動子時，電樞作為定子，兩側磁極錯位長度l，l范圍為磁極極距的0~1/2倍，當電樞作為動子時，磁極作為定子，雙排齒形電樞鐵芯錯位長度l，l范圍為磁極極距的0~1/2倍。

根據需要，如在高推力場合，磁極上也設置冷卻系統。

本發明的磁極上安裝永磁體與電勵磁繞組，采用混合勵磁的方式提供氣隙磁場，電樞上安裝電樞繞組、電樞鐵芯與冷卻管道，與現有的動電樞型永磁型結構相比，本發明的電樞采用雙排式錯位拼裝結構，減小了邊端效應，電樞采用內置冷卻結構，提高了推力密度，磁極采用混合勵磁結構，使得氣隙磁場靈活可調。

附圖說明

圖1是本發明的結構示意圖；

圖2是本發明的結構示意圖；

圖3是本發明的安裝示意圖；

圖4是本發明中電樞的結構示意圖。

具體實施方式

以下根據圖1～圖4，具體說明本發明的較佳實施例。

本發明提供一種雙邊混合勵磁型高推力直線同步電機，包含磁極1和電樞2，所述電樞為雙邊背向形式，雙邊磁極1設置在電樞2兩側。

所述的磁極1包含齒形背鐵1-3，嵌入設置在背鐵1-3齒間的可調直流勵磁繞組1-2，以及設置在背鐵1-3齒上的永磁體1-1。相鄰的永磁體1-1的極性相反。

如圖4所示，所述的電樞2包含兩個背向設置的齒形電樞鐵芯2-3，該電樞鐵芯2-3的背部設置有若干冷卻管槽。該電樞2還包含設置在電樞鐵芯2-3齒間的電樞繞組2-1，以及設置在電樞鐵芯2-3背部冷卻管槽內的橫向式冷卻管道2-2，大大提高電流密度。冷卻介質可以是水、或是油、或是汽液混合介質，由外部冷卻系統提供。也可僅僅開通風道。

所述的磁極1和電樞2都可作為動子，當磁極1作為動子時，電樞2作為定子，兩側磁極錯位長度l，l范圍為磁極極距的0~1/2倍，當電樞2作為動子時，磁極2作為定子，雙排齒形電樞鐵芯2-3錯位長度l，?l范圍為磁極極距的0~1/2倍。

動子一般為電樞，但也可為磁極。動電樞時，冷卻管安裝于電樞是由于電機主要的損耗產生在電樞上，根據需要，如在高推力場合，磁極部分也可增加冷卻系統。

本發明的工作原理：永磁體1-1與電樞繞組2-1共同提供可調節的氣隙磁場，電樞繞組2-1中通入相應的三相交流電流，產生電磁推力，驅動動子運行。動子互相錯開一定的位置l，使兩側邊端效應相互抵消，因此本發明電機的優點是邊端效應小，動子無單邊法向力，推力大，調節靈活。