[發(fā)明專利]一種次級(jí)分段式磁通切換永磁直線牽引電機(jī)

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310143054.9
• 申請(qǐng)日: 2013-04-24
• 公開（公告）號(hào): CN103236773A
• 公開（公告）日: 2013-08-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 金平;袁越;傅質(zhì)馨
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 河海大學(xué)
• 主分類號(hào): H02K41/02
• 分類號(hào): H02K41/02;H02K1/06
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司 32200
• 代理人: 張惠忠

技術(shù)領(lǐng)域

?本發(fā)明涉及一種直線電機(jī)，特別涉及一種次級(jí)分段式磁通切換永磁直線牽引電機(jī)。???

背景技術(shù)

在工業(yè)和民用領(lǐng)域中，采用直線牽引電機(jī)和輪軌系統(tǒng)支撐導(dǎo)向的非粘著驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)具有高速、高加速度和直接驅(qū)動(dòng)的特點(diǎn)，將電能直接轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，可以突破采用傳統(tǒng)旋轉(zhuǎn)牽引電機(jī)的輪軌粘著驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)對(duì)牽引和制動(dòng)性能的限制，具有爬坡能力強(qiáng)、振動(dòng)和噪音小等特點(diǎn)，在磁懸浮列車、輪軌交通、發(fā)射系統(tǒng)、升降輸送等方面受到廣泛的應(yīng)用。近年來，永磁材料性能的不斷提高，采用永磁材料的永磁直線牽引電機(jī)的功率密度和效率得到了大幅提高，已成為新型驅(qū)動(dòng)電機(jī)研究的一個(gè)熱點(diǎn)。

牽引領(lǐng)域的永磁直線電機(jī)按照永磁所處的位置可以分為次級(jí)永磁直線電機(jī)和初級(jí)永磁直線電機(jī)。次級(jí)永磁直線電機(jī)均有動(dòng)線圈型和動(dòng)磁鐵型兩種基本形式，動(dòng)線圈型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，移動(dòng)系統(tǒng)的重量輕、慣性小、動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性較好，但行程一般較短，不適合在牽引領(lǐng)域使用。動(dòng)磁鐵型需要一個(gè)固定的長(zhǎng)電樞，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，移動(dòng)部分的重量大，慣性也大，動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性差，雖然也具有前述的諸多優(yōu)點(diǎn)，并且行程可以做得較長(zhǎng)，但是較長(zhǎng)的電樞結(jié)構(gòu)極大的增加了制造成本，也不適合在長(zhǎng)距離牽引系統(tǒng)中的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于：

本發(fā)明目的在于提出一種用于直線牽引的新型磁通切換永磁直線電機(jī)，通過采用一種新型的次級(jí)分段技術(shù)，明顯的減少次級(jí)和初級(jí)鐵心的鐵耗，提高電機(jī)效率，有效減少次級(jí)鐵心材料的使用，同時(shí)次級(jí)結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)單，更適合模塊化生產(chǎn)與裝配，節(jié)約成本。

本發(fā)明是通過如下方法實(shí)現(xiàn)的：

一種次級(jí)分段式磁通切換永磁直線牽引電機(jī)，包括初級(jí)（1）和次級(jí)（2），其特征在于：所述初級(jí)的若干個(gè)相同的“U”形鐵心彼此獨(dú)立，所述相鄰兩個(gè)“U”形鐵心之間具有氣隙。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步創(chuàng)新，所述次級(jí)（2）由若干個(gè)獨(dú)立且相同的次級(jí)“U”型鐵心結(jié)構(gòu)（21或22）構(gòu)成，所述初級(jí)由3n個(gè)獨(dú)立且相同的初級(jí)“U”型鐵心組成，n為大于或等于2的數(shù)；每個(gè)電樞齒上繞有集中繞組，相鄰兩個(gè)初級(jí)“U”形鐵心的電樞齒之間裝有永磁體；。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步創(chuàng)新，所述初級(jí)相鄰模塊中的屬于同一相的集中繞組通過反向串聯(lián)進(jìn)行連接。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步創(chuàng)新，單個(gè)初級(jí)“U”型鐵心兩側(cè)的永磁體充磁方向相反，每個(gè)電樞齒上的永磁體的充磁方向與軸向中心線平行。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步創(chuàng)新，初級(jí)和次級(jí)的“U”型鐵心均為硅鋼片，通過沿著與電機(jī)軸向垂直的方向進(jìn)行疊片。

本發(fā)明的有益效果在于：

本發(fā)明提供的分段次級(jí)磁通切換永磁直線牽引電機(jī)通過次級(jí)分段，減少次級(jí)鐵心材料的使用，在保證電磁力以及氣隙磁密不變的前提下，明顯的減少次級(jí)和初級(jí)鐵心的鐵耗，提高電機(jī)效率，，同時(shí)次級(jí)結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)單，更適合模塊化生產(chǎn)與裝配，節(jié)約成本。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的次級(jí)分段磁通切換永磁直線牽引電機(jī)沿軸向剖面示意圖。

圖2為本發(fā)明所述的傳統(tǒng)的次級(jí)不分段的磁通切換永磁直線牽引電機(jī)沿軸向剖面示意圖。

圖3為傳統(tǒng)次級(jí)不分段磁通切換永磁直線牽引電機(jī)的磁場(chǎng)分布。

圖4為次級(jí)分段磁通切換永磁直線牽引電機(jī)的磁場(chǎng)分布。

圖5為次級(jí)不分段與次級(jí)分段的磁通切換永磁直線電機(jī)的磁場(chǎng)分布比較。

圖中：1、初級(jí)；2、次級(jí)；121、初級(jí)“U”形鐵心；131（132）、永磁體；

121a、初級(jí)“U”形鐵心的電樞齒；11、集中電樞繞組；21（22）、次級(jí)U形鐵心。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說明。

本發(fā)明提供的一種次級(jí)分段式磁通切換永磁直線牽引電機(jī)，包括初級(jí)（1）和次級(jí)（2），初級(jí)部分與傳統(tǒng)次級(jí)不分段磁通切換永磁直線牽引電機(jī)基本一致，初級(jí)（1）由3n個(gè)獨(dú)立且相同的初級(jí)“U”形鐵心（121）組成，n為大于等于2的數(shù)；每個(gè)電樞齒上繞有集中繞組（11），相鄰初級(jí)“U”形鐵心的電樞齒（121a）間裝有永磁體（131或132）；不同之處在于次級(jí)（2）由若干個(gè)獨(dú)立且相同的次級(jí)“U”形鐵心結(jié)構(gòu)（21或22）構(gòu)成，之間為氣隙。

所述的初級(jí)（1）相鄰模塊中的屬于同一相的集中繞組（11）通過反向串聯(lián)進(jìn)行連接。

所述的單個(gè)初級(jí)“U”形鐵心兩側(cè)的永磁體（如131和132）充磁方向相反，每個(gè)電樞齒上的永磁體的充磁方向與軸向中心軸線平行。

所述的初級(jí)和次級(jí)的“U”形鐵心（121和21）均采用硅鋼片沿與軸向垂直的方向疊片的方式。