[發明專利]一種模塊化雙邊磁通切換永磁直線電機

有效

• 申請號: 201310572929.7
• 申請日: 2013-11-18
• 公開（公告）號: CN103633812A
• 公開（公告）日: 2014-03-12
• 發明（設計）人: 肖鳳;劉賢興;杜懌;施凱;許培鳳;陳建鋒;王偉然
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: H02K41/03
• 分類號: H02K41/03
• 代理公司: 南京知識律師事務所 32207
• 代理人: 汪旭東

技術領域

本發明涉及一種模塊化雙邊型磁通切換永磁直線電機，具體涉及一種適用于低速場合的直驅永磁電機，本發明屬于電工、電機領域。?

背景技術

磁通切換永磁電機屬于定子（初級）永磁型電機的一種，其電樞繞組和永磁體均位于初級上，而其轉子（次級）僅為設有凸極的鐵心，因此具有次級結構簡單，便于永磁體冷卻，功率密度大等優點。傳統磁通切換永磁電機通常采用“C”型或“E”型結構的初級鐵心單元，并將永磁體安裝于兩個初級鐵心之間，而電樞繞組則安裝于“C”型或“E”型初級鐵心單元內，這一結構無形中增加了電機初級鐵心的重量，特別對于例如軌道交通等長次級、短初級應用場合，將大大增加整個運動部件的重量，不但增加了系統的工程造價，并將影響系統的動態性能。此外，傳統磁通切換永磁電機通常采用各相電樞繞組依次輪流排列的方式進行設計，例如在三相電機中采用“A-B-C-A-B-C”的順序設置繞組，各相繞組之間磁路通過“C”型或“E”型初級鐵心單元的軛部相互耦合，互感較大，導致電機的容錯性能較差。?

發明內容

本發明針對現有技術的不足，提出一種模塊化雙邊磁通切換永磁直線電機，目的在于降低電機初級部分的重量，較少系統制造成本，改善系統動態性能，并基于模塊化設計方法減少電機不同相之間的磁路耦合，有效增加電機的容錯性能。

為解決上述技術問題，本發明提供的技術方案為：

一種模塊化雙邊磁通切換永磁直線電機，該電機包括電機初級和電機次級。

????所述電機初級包括若干個初級模塊，每個初級模塊由第一初級模塊和第二初級模塊組成，所述初級模塊包括初級鐵心、永磁體和電樞繞組；初級鐵心分散排列，形成電機初級部分的齒槽結構；永磁體置于所述齒槽內，相鄰永磁體分別靠初級鐵心的兩側交替安裝，并與初級鐵心共同形成上下交替的線槽；相鄰永磁體的充磁方向相反；電樞繞組安裝于線槽內；電樞繞組的一個線圈跨過一塊永磁體和兩塊初級鐵心形成集中繞組結構。

所述電機次級設置于所述電機初級的上下兩側，包括次級鐵心和次級凸極，次級凸極之間形成齒槽結構；上下兩側電機次級凸極的位置錯開一定齒距；電機初級和電機次級之間設有氣隙；電機內的磁場通過電機初級和電機次級形成閉合回路。

作為本發明的進一步改進，所述初級鐵心為“1”字型，并可以通過優化極靴形狀得到理想的感應電勢波形，降低推力紋波。

作為本發明的進一步改進，由兩個或多個初級模塊形成一相電樞結構，且同一相初級模塊間兩兩互差180°電角度，同一相的第一初級模塊和第二初級模塊集中布置，并形成串聯磁路；不同相初級模塊之間利用隔磁材料隔開一定電角度，并在不同相模塊之間形成相對獨立的磁路。

作為本發明的進一步改進，每兩個相鄰的初級鐵心之間的線槽內同時安裝有永磁體和電樞繞組。

電機初級的齒槽和電機次級的齒槽配比，決定電機的相數和極對數配比。該新型大推力永磁直驅式直線電機可以用作電動機，也可以用作發電機。

本發明的有益效果是：

1)????????電樞繞組和永磁體均位于電機初級，便于電機的冷卻；

2)????????初級鐵心采用“1”字形鐵心，并借助錯開一定電角度安排的雙側次級構成磁場回路，省去了傳統電機的初級軛部鐵心，有效減少了電機初級重量，并降低了制造成本；對于動初級結構，還能有效改善系統動態性能；

3)????????由于每塊初級鐵心兩側均安裝有永磁體，且充磁方向相反，因此該電機能利用永磁體的聚磁效應，改善電機功率密度，提高永磁體利用率。

利用模塊化的設計方法，形成同一相初級模塊之間的串聯磁路，減少了不同相繞組之間的磁路耦合，提高電機的容錯性能。?

附圖說明

圖1為模塊化雙邊磁通切換永磁直線電機結構圖。

圖中：1、第一初級模塊，2、第二初級模塊，3、初級鐵心，4、永磁體，5、電樞繞組，6、線槽，7、次級鐵心，8、次級凸極，9、氣隙。?

具體實施方式

下面結合附圖對本發明做進一步說明。

參見圖1，本發明提供的模塊化雙邊磁通切換永磁直線電機適用于低速大推力工況，可以作為直驅電機運行于電動或發電狀態，其結構包括電機初級和電機次級。

所述電機初級包括若干個初級模塊，每個初級模塊包括第一初級模塊1和第二初級模塊2，每個初級模塊包括初級鐵心3、永磁體4和電樞繞組5；同一相的初級鐵心3均勻分散排列，形成初級部分的齒槽結構。