[實用新型]模塊化互補型初級雙饋電雙凸極直線電機及由其構成的電機模組

無效

• 申請號: 201120101890.7
• 申請日: 2011-04-08
• 公開（公告）號: CN202068314U
• 公開（公告）日: 2011-12-07
• 發明（設計）人: 程明;曹瑞武;花為;趙文祥
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: H02K41/035
• 分類號: H02K41/035
• 代理公司: 南京天翼專利代理有限責任公司 32112
• 代理人: 王鵬翔

技術領域

本實用新型涉及的是一種雙凸極直線電機，具體涉及的是一種模塊化互補型初級雙饋電雙凸極直線電機及由其構成的電機模組，屬于直線電機制造技術領域。?

背景技術

隨著工業的發展，直線電機得到廣泛的應用。采用直線電機驅動可以省去傳統的把旋轉運動轉換為直線運動的機械齒輪，從而降低系統成本，減小噪聲，減小系統體積，降低維護成本。特別在軌道交通應用中，采用旋轉電機驅動時，其驅動力是通過車輪和鐵軌之間的黏著力產生，速度過高及減速時會出現輪軌滑動等問題。因此，采用直線電機代替旋轉電機這一技術手段，可以克服旋轉電機在此應用場合中的上述缺點，提高整個系統的效率。?

目前直線感應電機已經在廣州地鐵線路中得到應用。直線感應電機為無刷結構，不需要維護，定子結構簡單，系統成本低在城市軌道交通直線驅動發揮重要作用。但是，直線感應電機的調速性能不佳，盡管采用矢量控制等變頻技術，控制復雜，調速性能仍然無法與直流電機相比。?

永磁同步直線電機具有功率密度和效率高等優點，但是由于其電樞繞組和永磁分別安裝在動子和定子上，在如軌道交通等長定子應用場合無論是將電樞繞組還是永磁體沿軌道鋪設都會造成系統成本過大，維護?不方便等缺點。而且永磁體為稀有材料，價格昂貴，性能對環境溫度，機械振動等因素敏感，在軌道交通場合應用存在很多缺點。重要的是電機磁場由永磁體提供勵磁，不容易控制，必須采用弱磁控制技術增加了系統成本和復雜性。?

實用新型內容

針對現有技術上存在的不足，本實用新型目的是提供一種調速性能好、運行可靠、結構簡單和成本低的模塊化互補型初級雙饋電雙凸極直線電機及由其構成的電機模組。?

為了實現上述目的，本實用新型是通過如下的技術方案來實現：?

本實用新型的模塊化互補型初級雙饋電雙凸極直線電機，包括初級和次級，初級包括動子模塊，動子模塊包括第一模塊、第二模塊和設置在第一模塊和第二模塊之間的第一非導磁材料；第一模塊和第二模塊均包括兩個凸極導磁材料，凸極導磁材料設有m個初級齒；每個初級齒上設有集中電樞繞組，兩凸極導磁材料的連接處及m個初級齒上分別設有集中勵磁繞組；?

第一模塊和第二模塊的相對位移為λ₂＝(k±0.5)τ_s，?

第一模塊和第二模塊中兩凸極導磁材料的相對位移為λ₁＝m*τ_m，?

初級極距和次級極距之比為τ_m/τ_s＝(m±1)/m，?

其中，τ_m為初級極距，τ_s為次級極距，m為電機的相數，k為正整數。當電機需要運行在高速時，減小直流勵磁電流的大小，從而減小電機的勵磁磁場強度，最終達到調速目的，低速時需要增加電機推力時，可以增加勵磁電流的大小，提高輸出推力。?

上述第一模塊及第二模塊均還包括設置在兩凸極導磁材料之間厚度可調的非導磁墊片。非導磁墊片用于調節電樞繞組電感，其厚度根據需要選取。?

上述第一模塊和第二模塊中的集中勵磁繞組分別相互串聯組成第一模塊勵磁繞組和第二模塊勵磁繞組，第一模塊勵磁繞組和第二模塊勵磁繞組按照規定方向串聯起來進行控制，當按照規定方向通入電流后，第一模塊勵磁繞組和第二模塊勵磁繞組產生的磁場方向相反，當勵磁繞組通入恒定直流電流時，在每個模塊中產生恒定磁場，改變直流電流的大小可以控制勵磁磁場強度。?

上述第一模塊和第二模塊中屬于同相的集中電樞繞組相互串聯組成一相電樞繞組。?

上述初級和次級均為凸極結構，且兩者之間具有氣隙。?

上述初級齒及次級可為直槽或斜槽結構。凸極結構是指初級和次級為齒槽結構，這個齒可以傾斜一定的角度，傾斜角度為零稱為直槽結構，角度不為零就是斜槽結構，為直槽時可以得到較對稱的梯形波，斜槽時可以得到正弦波。?

上述次級僅為導磁材料。導磁材料價格便宜，使得本實用新型特別適用于如軌道交通驅動系統，可以大大降低系統的成本。?

上述模塊化互補型初級雙饋電雙凸極直線電機是電動機或發電機。作為發電機運行時，通過改變勵磁電流的大小可以得到不同速度下恒定的反電動勢。?

本實用新型由模塊化互補型初級雙饋電雙凸極直線電機構成的電機?模組，包括n個動子模塊和設置在相鄰兩動子模塊之間的第二非導磁材料，n為正整數。?