[實用新型]一種切向充磁的磁通反向混合勵磁直線電機

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201320732668.6
• 申請日: 2013-11-19
• 公開（公告）號: CN203617874U
• 公開（公告）日: 2014-05-28
• 發(fā)明（設計）人: 趙文祥;徐亮;吉敬華;劉國海
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: H02K41/02
• 分類號: H02K41/02
• 代理公司: 南京知識律師事務所 32207
• 代理人: 汪旭東

技術領域

本實用新型涉及一種磁通反向電機，特別是一種切向充磁的磁通反向混合勵磁直線電機。

背景技術

在需要直線傳動場合，直線電機相比于旋轉電機具有更高的傳動效率，能夠提升整個系統(tǒng)的性能。尤其在輪軌交通系統(tǒng)中，直線電機具有爬坡能力強、線路適用性強、工程造價低和噪音低等優(yōu)點?，F(xiàn)今，感應式的直線電機已經在各國城市軌道交通中得到應用。但是，感應電機勵磁損耗大、功率因數(shù)低。相比于感應電機，永磁直線電機力能指標高、效率高、功率因數(shù)高?？墒菍鹘y(tǒng)的永磁直線電機來說，無論是將繞組還是永磁體沿軌道鋪設，隨著軌道長度的增加，電機的制造成本也將會急劇增加。

磁通反向直線電機不同于傳統(tǒng)的永磁直線電機，它的永磁體和繞組都位于短初級上。而長次級僅由價格低廉的硅鋼片疊壓制成，非常適合沿軌道進行長線的鋪設。但是電機制成之后，氣隙磁場難以調節(jié)，進而帶來恒功率調速范圍小，弱磁升速困難的問題，不利于列車的調速。此外，在電機發(fā)生短路故障時也無法滅磁，可能會導致故障擴大，不利于列車的安全運行。

混合勵磁電機結合了永磁電機和電勵磁電機的優(yōu)點，在永磁電機結構的基礎上加入勵磁繞組，可以方便地對氣隙磁場進行調節(jié)，從而擴大電機的調速范圍。中國授權實用新型專利CN200910035497.X和CN201210083874.9分別公開了一種混合勵磁型磁通反向電機，在原有永磁磁通反向電機結構基礎上都沒有做出太大變化，保留了永磁磁通反向電機緊湊簡單的結構，勵磁繞組不占用槽空間，不需要額外增加電機的體積，但是，由于勵磁磁通需要穿過永磁體，因此，調節(jié)磁場的效率不高。中國授權實用新型專利CN201320123623.9和CN201110097982.7公開了一種轉子分段式混合勵磁磁通反向電機，在永磁體兩邊都留有導磁橋，因此，電機調磁性能得到了提升。分段式的轉子結構也提高了電機的容錯性能。但是，導磁橋的寬度較為狹小，容易飽和，制約了電機的調磁能力。分段式的轉子也給制造加工和安裝帶來麻煩。此外，以上電機結構中，永磁體的充磁方向均為徑向，與電樞、勵磁繞組通入電流產生的磁勢相互串聯(lián)，永磁體容易發(fā)生不可逆退磁，使電機出現(xiàn)故障。

實用新型內容

針對現(xiàn)有技術中存在的問題，本實用新型的目的在于提供一種切向充磁的磁通反向混合勵磁直線電機，采用切向充磁的永磁體，其充磁方向與電樞、勵磁繞組磁勢相并聯(lián)，不容易在電流變化沖擊下發(fā)生不可逆退磁。勵磁繞組產生的磁通不需要經過磁阻很大的永磁體，因此提高了電機的調磁效率。電樞齒實際上充當了導磁橋的功能，避免了狹小的導磁橋易于飽和的問題。同時，擯棄復雜的分段式轉子結構，而采用模塊化的初級結構使相間隔離，提升電機的容錯性能。

為了達到上述目的，本實用新型采用以下技術方案：一種切向充磁的磁通反向混合勵磁直線電機，包括初級動子和次級定子，所述的初級動子由初級模塊并列連接而成，所述的初級動子和次級定子均由導磁材料制成，所述的次級定子為等齒寬的凸極結構，所述的初級動子和次級定子之間為氣隙，所述的初級模塊兩側分別設有兩個電樞齒，所述的兩個電樞齒之間設有一個勵磁齒，所述的每個電樞齒上繞有一套電樞繞組，所述的每個勵磁齒上繞有一套勵磁繞組，所述的電樞齒的端部貼裝有兩塊極性相反的切向充磁的永磁體。

所述的初級模塊中兩個電樞齒的齒距為λ₁=(j±0.5)τ_p，相鄰初級模塊之間的相對位移為τ_s=kτ_p±(1/m)τ_p，τ_p為次級極距、k，j為正整數(shù)，m為電機的相數(shù)。

所述的初級模塊中電樞繞組反向串聯(lián)，勵磁繞組正向串聯(lián)。

采用上述技術方案后，本實用新型具有以下有益效果：

1.本實用新型采用切向充磁的永磁體，使永磁體磁勢方向與電樞、勵磁繞組電流產生磁勢方向相互并聯(lián)，降低了永磁體發(fā)生不可逆退磁的風險，提高了電機的可靠性。

2.本實用新型充分利用電樞齒，使其具有導磁橋的功能，借此來提高調磁效率。沒有額外在永磁體的兩邊加入狹小的導磁橋，從根本上解決了狹小的導磁橋易于飽和的問題。

3.本實用新型采用模塊化的初級結構，不僅使電機反電勢正弦對稱，同時提高了電機的容錯性能。

4.本實用新型可以方便地對勵磁、電樞繞組匝數(shù)，電流大小進行協(xié)調控制，對電機進行效率優(yōu)化，實現(xiàn)最優(yōu)效率，適合于需要大范圍變速運行的應用場合。

附圖說明

圖1為本實用新型一種切向充磁的磁通反向混合勵磁直線電機實施例的結構示意圖。