[實(shí)用新型]帶勵(lì)磁調(diào)節(jié)高效大推力雙邊直線電機(jī)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201520871203.8
• 申請(qǐng)日: 2015-11-04
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN205231878U
• 公開(kāi)（公告）日: 2016-05-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 汪旭東;許孝卓
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 焦作市華鷹機(jī)電技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): H02K3/18
• 分類號(hào): H02K3/18;H02K3/28;H02K41/02
• 代理公司: 鄭州中原專利事務(wù)所有限公司 41109
• 代理人: 張春;李想

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于直線電機(jī)及其驅(qū)動(dòng)領(lǐng)域，具體涉及一種帶勵(lì)磁調(diào)節(jié)高效大推力雙邊直線電機(jī)。

背景技術(shù)

直線電機(jī)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)。在直線電機(jī)直驅(qū)電梯、直線電機(jī)地鐵、磁懸浮列車、直線電機(jī)加工中心、自動(dòng)化流水線等多個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域和場(chǎng)合，不但要求直線電機(jī)推力大，還經(jīng)常需要對(duì)直線電機(jī)進(jìn)行增磁與弱磁調(diào)節(jié)、推力調(diào)節(jié)、法向力調(diào)節(jié)、無(wú)接觸導(dǎo)向控制等，需要對(duì)勵(lì)磁場(chǎng)進(jìn)行調(diào)節(jié)。現(xiàn)有的永磁直線電機(jī)結(jié)構(gòu)主要有隱極式和凸極式兩種，凸極式永磁直線電機(jī)結(jié)構(gòu)如圖1（凸極單邊結(jié)構(gòu)）和圖2（凸極雙邊結(jié)構(gòu)）所示，N、S交替排列的永磁體20（磁化方向沿縱向）和凸鐵塊24粘貼在次級(jí)非磁性軛部23上，該結(jié)構(gòu)要求次級(jí)非磁性軛部23為非磁性材料且要求足夠的厚度以便與外界鐵磁區(qū)域隔絕，永磁場(chǎng)磁通路徑為兩個(gè)，第一個(gè)為主磁路：（沿縱向）永磁體A（沿縱向）—凸鐵塊A—（沿法向）氣隙—初級(jí)鐵芯—?dú)庀丁来朋wA；第二個(gè)為漏磁路（不經(jīng)過(guò)氣隙）：永磁體A（沿縱向）—凸鐵塊A—次級(jí)非磁性軛部或外層空間—永磁體A；因此，凸極式永磁直線電機(jī)次級(jí)漏磁大，永磁體相當(dāng)一部分磁場(chǎng)能量漏到次級(jí)軛部及軛部之外空間中了，因此永磁體利用率不高，出力小。次級(jí)軛部為非磁性材料的特點(diǎn)也決定了其不適合加裝直流勵(lì)磁線圈（因?yàn)椴荒軜?gòu)成直流勵(lì)磁通路）。現(xiàn)在一般利用隱極式永磁直線電機(jī)的磁性次級(jí)軛部加裝直流勵(lì)磁線圈的方式。圖3中，次級(jí)軛部為鐵磁材料以便作為磁通路徑一部分，N、S交替排列的永磁體20（磁化方向沿法向氣隙方向）粘貼在次級(jí)磁性鐵軛22上，永磁體20作為主磁場(chǎng)，直流勵(lì)磁線圈21設(shè)置在永磁體20后面的次級(jí)磁性鐵軛22上用來(lái)產(chǎn)生直流勵(lì)磁場(chǎng)作為輔助勵(lì)磁調(diào)節(jié)，磁通路徑也為兩個(gè)，第一個(gè)為永磁場(chǎng)主磁通路徑（經(jīng)過(guò)氣隙）：永磁A（沿法向）—?dú)庀丁跫?jí)鐵芯—?dú)庀丁来朋wB——磁性次級(jí)軛鐵—永磁體A；第二個(gè)為直流勵(lì)磁磁通路徑（經(jīng)過(guò)氣隙）：勵(lì)磁線圈（沿法向）—永磁體A—?dú)庀丁跫?jí)鐵芯—?dú)庀丁来朋wB——磁性次級(jí)軛鐵—（回到）勵(lì)磁線圈。由于永磁體可等效為通電的空芯線圈，故永磁體20的厚度對(duì)于勵(lì)磁磁路來(lái)說(shuō)，可以看做空氣隙，會(huì)產(chǎn)生很大的磁阻和磁壓降，使得勵(lì)磁磁勢(shì)（即勵(lì)磁電流與繞組匝數(shù)的乘積）大部分消耗到永磁體等效空氣隙中了，故其出力不大，勵(lì)磁場(chǎng)調(diào)節(jié)能力小、調(diào)節(jié)效果不佳，而且需要提供的勵(lì)磁電流和供電功率大，線圈容易發(fā)熱，導(dǎo)致電機(jī)體積大，成本高，一般只適用于工作氣隙小、永磁體厚度比較薄的場(chǎng)合，對(duì)于多數(shù)應(yīng)用場(chǎng)合，難以實(shí)現(xiàn)大推力和有效的勵(lì)磁調(diào)節(jié)。已成為制約直線電機(jī)工程應(yīng)用的瓶頸問(wèn)題。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是現(xiàn)有混合勵(lì)磁直線電機(jī)出力小、調(diào)節(jié)能力低、勵(lì)磁功率與體積大、成本高等問(wèn)題，提供了一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、出力大、調(diào)節(jié)能力強(qiáng)、勵(lì)磁功率小、性價(jià)比高的帶勵(lì)磁調(diào)節(jié)高效大推力雙邊直線電機(jī)。

本實(shí)用新型的目的是以下述方式實(shí)現(xiàn)的：

帶勵(lì)磁調(diào)節(jié)高效大推力雙邊直線電機(jī)，包括由兩個(gè)面對(duì)面設(shè)置的單邊初級(jí)構(gòu)成的雙邊初級(jí)，單邊初級(jí)由帶鐵芯或不帶鐵芯的初級(jí)繞組組成，雙邊初級(jí)與設(shè)置在雙邊初級(jí)之間的雙邊次級(jí)配合構(gòu)成雙邊直線電機(jī)，雙邊次級(jí)由至少一組交替貼裝的導(dǎo)磁鐵和磁體組成，相鄰磁體的充磁方向相對(duì)或者背離，每個(gè)導(dǎo)磁鐵上設(shè)置勵(lì)磁線圈。

勵(lì)磁線圈套設(shè)在導(dǎo)磁鐵上，勵(lì)磁線圈位于導(dǎo)磁鐵側(cè)方的凹槽Ⅰ內(nèi)，或者勵(lì)磁線圈伸出導(dǎo)磁鐵位于相鄰磁體的凹槽Ⅱ內(nèi)。

磁體的法向高度小于或者等于導(dǎo)磁鐵的法向高度，當(dāng)磁體的法向高度小于導(dǎo)磁鐵的法向高度時(shí)，磁體可以為多列并行設(shè)置，多列磁體的法向總高度小于導(dǎo)磁鐵的法向高度。

相鄰導(dǎo)磁鐵之間并行設(shè)置有至少一列線圈和至少一列磁體，磁體和線圈的法向總高度分別小于或等于導(dǎo)磁鐵的法向高度。

導(dǎo)磁鐵的兩側(cè)設(shè)置有交替貼裝的導(dǎo)磁凸鐵極和縱向磁體，導(dǎo)磁凸鐵極設(shè)置在導(dǎo)磁鐵的兩端與導(dǎo)磁鐵連成一體，導(dǎo)磁凸鐵極的寬度大于等于導(dǎo)磁鐵的寬度，縱向磁體的寬度小于等于磁體的寬度。

導(dǎo)磁鐵、導(dǎo)磁凸鐵極、縱向磁體和磁體截面為矩形、等腰梯形、三角形、“凸”字形、“中”字形、“工”字形或圓弧形。

凸鐵極或?qū)Т盆F的表面開(kāi)設(shè)至少一個(gè)開(kāi)口槽，開(kāi)口槽內(nèi)設(shè)置有法向磁體，法向磁體的表面極性與凸鐵極或?qū)Т盆F的表面極性一致。

在凸鐵極或?qū)Т盆F的表面設(shè)置一層連接薄片，將個(gè)凸鐵極或?qū)Т朋w連成一個(gè)整體；連接薄片為導(dǎo)磁薄片、導(dǎo)電薄片或?qū)Т艑?dǎo)電復(fù)合薄片，或?yàn)閹舾刹鄣膶?dǎo)磁齒槽薄片，槽內(nèi)嵌導(dǎo)電體，各導(dǎo)電體橫向端部通過(guò)導(dǎo)電短路環(huán)連成一體。

所述的磁體、法向磁體和縱向磁體為永磁體、超導(dǎo)磁體或者電勵(lì)磁體。