[實(shí)用新型]初級永磁型次級無軛部雙邊直線電機(jī)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201320763601.9
• 申請日: 2013-11-28
• 公開（公告）號: CN203722452U
• 公開（公告）日: 2014-07-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 曹瑞武;黃文新
• 申請（專利權(quán)）人: 南京航空航天大學(xué)
• 主分類號: H02K41/02
• 分類號: H02K41/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種初級永磁型次級無軛部雙邊直線電機(jī)，屬于電機(jī)制造技術(shù)領(lǐng)域。?

背景技術(shù)

隨著工業(yè)的發(fā)展，直線電機(jī)得到廣泛的應(yīng)用。與傳統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)電機(jī)驅(qū)動方式相比，采用直線電機(jī)驅(qū)動省去了把旋轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)換為直線運(yùn)動的機(jī)械齒輪，可以降低成本，較小噪聲，降低系統(tǒng)體積，減低維護(hù)成本。在如軌道交通、高層樓宇電梯、工廠運(yùn)輸?shù)乳L距離驅(qū)動場合，采用旋轉(zhuǎn)電機(jī)驅(qū)動方式會帶來驅(qū)動結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高、動態(tài)響應(yīng)慢等缺點(diǎn)。因此，采用直線電機(jī)代替旋轉(zhuǎn)電機(jī)這一技術(shù)手段，可以克服旋轉(zhuǎn)電機(jī)在上述應(yīng)用場合中的上述缺點(diǎn)，提高整個(gè)系統(tǒng)的效率。?

我國是稀土永磁大國，隨著電力電子和磁性材料的發(fā)展，永磁無刷電機(jī)得到迅速的發(fā)展。此類電機(jī)具有高效率、高功率密度等優(yōu)點(diǎn)。其相應(yīng)的直線結(jié)構(gòu)也被廣泛研究。傳統(tǒng)的永磁直線同步電機(jī)兼有永磁電機(jī)和直線電機(jī)的雙重優(yōu)點(diǎn)。與直線感應(yīng)電機(jī)相比，永磁直線同步電機(jī)的推力密度高、體積小、重量輕，且具有發(fā)電制動功能。然而，由于傳統(tǒng)的永磁電機(jī)的永磁體和電樞繞組分別安裝在初級和次級，而永磁體和電樞的成本都較高，在如軌道交通、高層樓宇電梯、工廠運(yùn)輸?shù)乳L距離中無疑導(dǎo)致系統(tǒng)的制造成本和維護(hù)成本大幅增加。初級永磁電機(jī)次級結(jié)構(gòu)簡單，僅由導(dǎo)磁鐵心組成，在上述長距離驅(qū)動中不僅具有永磁直線電機(jī)功率密度高，效率高，功率因數(shù)高等優(yōu)點(diǎn)，而且具有直線感應(yīng)電機(jī)和開關(guān)磁阻直線電機(jī)結(jié)構(gòu)簡單，成本低，易于維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)。但傳統(tǒng)的單邊或雙邊初級電機(jī)次級軛部鐵心所占的比重較大，帶來材料的浪費(fèi)和成本提高。為進(jìn)一步提高初級永磁電機(jī)的功率密度和降低次級的成本，本實(shí)用新型提出一種初級永磁型次級無軛部雙邊直線電機(jī)。本實(shí)用新型提高了電機(jī)的輸出功率，降低了次級的成本和重量，既可為長距離驅(qū)動場合提供一種功率密度高，成本低的解決方案，又可為以次級作為運(yùn)動部件的驅(qū)動方式提供一種功率密度高，帶載能力強(qiáng)的驅(qū)動方案。?

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的在于提供一種可降低制造成本，提高電機(jī)功率密度和帶負(fù)載能力，降低維護(hù)成本的初級永磁型次級無軛部雙邊直線電機(jī)。?

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型通過如下的技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：?

本實(shí)用新型的初級永磁型次級無軛部雙邊直線電機(jī)包括雙邊初級和次級，兩者之間具有氣隙。單邊初級包括m個(gè)導(dǎo)磁電樞極和集中電樞繞組，m為電機(jī)的相數(shù)。每個(gè)導(dǎo)磁電樞極靠近次級的端部由n塊永磁體和n-1或n塊導(dǎo)磁齒(也可為永磁體)交替貼裝組成，導(dǎo)磁齒和永磁體寬度近似相等，導(dǎo)磁電樞極端部寬度為τp；集中電樞繞組套在電樞齒上，相鄰兩電樞極的相對位移為λ1＝(j±1/m)τs，n，m，j均為正整數(shù)，τs為次級極距，τp/τs＝(2n-1)/2或n；m相電樞極的結(jié)構(gòu)和永磁體的充磁方向相同并通過導(dǎo)磁材料相連構(gòu)成單邊初級；雙邊初級與次級的相對位置相同，且二者對應(yīng)的永磁體充磁方向相同；次級由導(dǎo)磁塊組成，相鄰導(dǎo)磁塊之間的距離為次級極距τs，次級相鄰導(dǎo)磁塊間隔排列或采用連接橋相連；次級導(dǎo)磁塊為雙邊初級永磁體組成串聯(lián)磁路提供了通道，構(gòu)成了一種新型雙邊串聯(lián)磁路初級永磁直線電機(jī)。?

當(dāng)上述導(dǎo)磁電樞極端部由n塊永磁體和n-1或n塊導(dǎo)磁齒交替貼裝組成時(shí)，永磁體的充磁方向都相同；當(dāng)導(dǎo)磁電樞極僅由2n-1或2n塊永磁體貼裝組成時(shí)，相鄰永磁體的充磁方向相反。?

上述次級由導(dǎo)磁塊組成或由導(dǎo)磁塊和連接橋組成，次級可用非導(dǎo)磁材料填充緊固(如壓鑄鋁等)，本實(shí)用新型的主要特點(diǎn)是次級導(dǎo)磁塊為雙邊初級永磁體組成串聯(lián)磁路提供了通道，從而構(gòu)成了一種新型串聯(lián)磁路初級永磁型次級無軛部雙邊直線電機(jī)。由于次級上既無永磁體也無繞組，僅僅由價(jià)格較低的導(dǎo)磁塊組成，使得本實(shí)用新型特別適用于如軌道交通、高層樓房電梯等長定子應(yīng)用場合，可以大大降低系統(tǒng)的成本。同時(shí)由于動子僅由導(dǎo)磁塊組成，導(dǎo)磁?塊之間無軛部，其重量輕，在短距離彈射系統(tǒng)可以提高系統(tǒng)的功率密度和帶負(fù)載能力。?

上述雙邊兩初級與次級的相對位置相同，且其對應(yīng)的永磁體充磁方向相同。因此，雙邊初級對應(yīng)的永磁體通過氣隙，次級導(dǎo)磁塊，其他相導(dǎo)磁電樞極組成串聯(lián)磁路。?

上述初級永磁型次級無軛部雙邊直線電機(jī)的初級和次級一個(gè)為固定部件，另一個(gè)為運(yùn)動部件，其結(jié)構(gòu)可為雙邊平板結(jié)構(gòu)或圓筒型結(jié)構(gòu)，可為電動機(jī)或發(fā)電機(jī)。?

上述初級永磁型次級無軛部雙邊直線電機(jī)構(gòu)成的電機(jī)模組，包括x個(gè)所述初級永磁型次級無軛部雙邊直線電機(jī)，x為正整數(shù)；x個(gè)所述初級永磁型次級無軛部雙邊直線電機(jī)與次級的相對位置可以相同也可以兩兩互差180°電角度(即半個(gè)次級極距)，x個(gè)所述電機(jī)繞組可串聯(lián)構(gòu)成一個(gè)電機(jī)也可分開單獨(dú)控制。?