[發(fā)明專利]內(nèi)電樞磁場增強(qiáng)型永磁磁通切換直線電機(jī)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410656293.9
• 申請日: 2014-11-18
• 公開（公告）號: CN104319976A
• 公開（公告）日: 2015-01-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 譚強(qiáng);黃旭珍;王慶龍;周波
• 申請（專利權(quán)）人: 南京航空航天大學(xué)
• 主分類號: H02K41/03
• 分類號: H02K41/03
• 代理公司: 南京匯盛專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32238
• 代理人: 張立榮

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種圓筒型直線電機(jī)，特別是涉及一種內(nèi)電樞磁場增強(qiáng)型永磁磁通切換直線電機(jī)。

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背景技術(shù)

直線電機(jī)將電能直接轉(zhuǎn)化為直線運(yùn)動的機(jī)械能，?不僅省略了中間傳動機(jī)構(gòu)，?而且降低了系統(tǒng)損耗，非常適用于直線直驅(qū)式系統(tǒng)。

圓筒形直線電機(jī)為封閉的圓筒形機(jī)械結(jié)構(gòu)，由于電機(jī)鐵心是閉合的，沒有橫向開斷，因此不存在橫向邊緣效應(yīng)，電機(jī)內(nèi)磁場沿圓周均勻連續(xù)分布，推進(jìn)力密度高。圓筒形直線電機(jī)內(nèi)定子槽為環(huán)形，電機(jī)繞組為同心繞組，沒有端部繞組，繞組利用率高，運(yùn)行時銅耗低，有利于提高電機(jī)效率。此外，由于圓筒形直線電機(jī)為封閉結(jié)構(gòu)，電機(jī)內(nèi)定動子之間的法向磁拉力相互抵消，當(dāng)電樞繞組通入電流時，定子磁場和動子磁場通過相互作用產(chǎn)生軸向電磁推力，實現(xiàn)電能和機(jī)械動能的轉(zhuǎn)化。現(xiàn)有技術(shù)圓筒型永磁磁通切換直線電機(jī)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

常用的直線電動機(jī)主要有直線感應(yīng)電動機(jī)和直線同步電動機(jī)。直線感應(yīng)電動機(jī)的次級結(jié)構(gòu)比較簡單，但其功率因數(shù)和效率較低?；直線同步電機(jī)則具有高效率、?高功率密度等優(yōu)點(diǎn)，但由于其繞組和永磁體分別位于初級和次級，使得電機(jī)結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，增加成本。圓筒形永磁直線電機(jī)制造成本低，運(yùn)行可靠性高，具有在各種惡劣條件下運(yùn)行的優(yōu)勢，維護(hù)成本低。在圓筒型磁通切換直線電機(jī)中，采用內(nèi)電樞結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)軸表貼輔助永磁體，可以提高推力密度，適用于推力要求高的應(yīng)用場合。

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發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的內(nèi)容在于提供一種漏磁小、推力密度的內(nèi)電樞磁場增強(qiáng)型圓筒永磁磁通切換直線電機(jī)。

本發(fā)明的具體技術(shù)方案如下：

一種內(nèi)電樞磁場增強(qiáng)型圓筒永磁磁通切換直線電機(jī)，包括初級（1）、次級（3）、初次級間氣隙及轉(zhuǎn)軸（4），所述初級包括初級鐵芯，初級鐵芯包括帶U型槽的初級鐵心組件（1.4）和間隔式設(shè)于初級鐵芯組件間的軸向充磁永磁體（1.5），軸向充磁永磁體沿軸向N、S極交替排列；初級鐵芯的U型槽內(nèi)填充有集中式繞組（2）；次級包括等間隔的環(huán)形槽（3.1）和環(huán)形齒（3.2），所述初級還包括表貼于轉(zhuǎn)軸（4）外表面的導(dǎo)磁襯套（1.1），表貼于導(dǎo)磁襯套外表面設(shè)置的輔助永磁體（1.2）和永磁體中間填充物（1.3），輔助永磁體（1.2）和永磁體中間填充物（1.3）相間排列，帶U型槽的初級鐵芯組件(1.4)表貼于輔助永磁體(1.2)的外表面設(shè)置，次級(3)設(shè)置在初級(1)外圈。

帶U型槽的鐵芯組件中間的軸向充磁永磁體（1.5）結(jié)構(gòu)為圓餅狀，內(nèi)、外徑與鐵芯組件相同，沿軸向充磁，?沿軸向N、S極交替排列；與帶U型槽的初級鐵芯組件及其內(nèi)表面表貼的軸向充磁永磁體（1.5）和輔助永磁體（1.2）極性相同。

表貼于導(dǎo)磁襯套（1.1）設(shè)置的輔助永磁體（1.2）沿圓周徑向充磁，為圓筒狀，沿軸向N極、S極交替排列；軸向充磁永磁體（1.5）結(jié)構(gòu)為圓餅狀，其內(nèi)、外徑與帶U型槽的初級鐵芯組件相同，沿軸向充磁，?沿軸向N、S極交替排列；與帶U型槽的初級鐵芯組件接觸的軸向充磁永磁體（1.5）和徑向充磁輔助永磁體（1.2）極性相同。

表貼導(dǎo)磁襯套設(shè)置的輔助永磁體（1.2），其充磁方向與轉(zhuǎn)軸4成30°～150°角；輔助永磁體（1.2）的軸向截面為平行四邊形，其兩個短邊分別于帶U型槽的初級鐵芯（1.4）內(nèi)表面和導(dǎo)磁襯套外（1.1）表面相接觸，其兩個長邊與充磁方向相互垂直；帶U型槽的初級鐵心組件（1.4）內(nèi)表面相鄰放置的兩個輔助永磁體（1.2）組成V型，充磁方向相對，相鄰兩個初級槽內(nèi)表面下放置的兩組永磁體充磁方向相背，相鄰四塊永磁體組成一組W型永磁體，各輔助永磁體的間隔區(qū)域為永磁體填充材料（1.3）。

表貼導(dǎo)磁襯套設(shè)置的輔助永磁體（1.2）沿圓周徑向充磁，為圓筒狀，沿軸向N極、S極交替排列；所述軸向充磁永磁體（1.5）軸向截面為凸型，外徑與鐵芯組件外徑相同，內(nèi)徑與導(dǎo)磁襯套（1.1）外徑相同，沿軸向充磁，?沿軸向N、S極交替排列；與初級鐵芯組件接觸的軸向充磁永磁體（1.5）和徑向充磁的輔助永磁體(1.2)極性相同；輔助永磁體（1.2）與軸向充磁永磁體（1.5）表貼在襯套外表面沿軸向交替緊密排列。

所述導(dǎo)磁襯套，其材料采用導(dǎo)磁材料。

所述輔助永磁體（1.2）的軸向長度大于初級U型槽槽寬，輔助永磁體（1.2）沿導(dǎo)磁襯套（1.1）軸向排列，相鄰輻助永磁體中間有空隙。

空隙內(nèi)填充輕質(zhì)非導(dǎo)磁材料，如玻璃鋼。

所述導(dǎo)磁襯套（1.1），其材料采用非導(dǎo)磁材料,具體為銅、鋁或不銹鋼。

本發(fā)明相比現(xiàn)有技術(shù)具有如下有益效果：