[發(fā)明專利]單元電機模塊化連續(xù)極永磁同步直線電機

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710732589.8
• 申請日: 2017-08-18
• 公開（公告）號: CN107482871B
• 公開（公告）日: 2019-10-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李靜;黃旭珍;錢振宇
• 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: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明提供一種單元電機模塊化連續(xù)極永磁同步直線電機，屬電機技術(shù)領(lǐng)域。它由多個單元電機組成，每個單元電機包括初級組件和次級組件。初級組件由初級鐵心和電樞繞組構(gòu)成，初級鐵心上開槽，槽內(nèi)設(shè)置電樞繞組。次級組件由永磁體、鐵極、軛板構(gòu)成，鐵極和軛板一體成型。初級組件和次級組件之間為氣隙。相鄰兩個單元電機之間設(shè)置有調(diào)磁結(jié)構(gòu)，調(diào)磁結(jié)構(gòu)的寬度為S＝(k+2/3)τ(k為整數(shù)，τ為電機的極距)，相鄰兩個單元電機上槽內(nèi)繞組的設(shè)置順序不同。該結(jié)構(gòu)利于抑制端部效應(yīng)，改善永磁同步直線電機三相繞組不對稱性并降低推力波動。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬電機領(lǐng)域，特別涉及到一種單元電機模塊化連續(xù)極永磁同步直線電機。

背景技術(shù)

連續(xù)極永磁同步直線電機次級上采用交替排列的永磁體和鐵極，使得長次級結(jié)構(gòu)直線電機的永磁體用量大幅減少，節(jié)約成本。連續(xù)極結(jié)構(gòu)能夠使電機初級和次級之間的電磁吸力減少40％到50％，從而減小電機支撐結(jié)構(gòu)的厚度，使得電機的體積減小和推力密度增大。但是直線電機本身具有齒槽效應(yīng)和端部效應(yīng)，又因為連續(xù)極結(jié)構(gòu)采用永磁體和鐵極使得磁場畸變較大，產(chǎn)生較多的諧波分量，導(dǎo)致連續(xù)極永磁同步直線電機的定位力和推力波動較大，如何有效的抑制其定位力和推力波動是研究該類電機的關(guān)鍵。已有優(yōu)化方法如斜極斜槽、調(diào)整永磁體的長度和形狀等效果有限，所以需要提出一種新的有效的方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為解決已有連續(xù)極永磁同步直線電機推力波動大問題，提出一種單元電機模塊化連續(xù)極永磁同步直線電機。

本發(fā)明的具體技術(shù)方案如下：

單元電機模塊化連續(xù)極永磁同步直線電機，包括單元電機一1和單元電機二2，每個單元電機均包括初級組件3和次級組件4。初級組件3由初級軛3-1、初級齒3-2和電樞繞組3-4組成，電樞繞組3-4設(shè)置在槽3-3內(nèi)。次級組件4由永磁體4-1、鐵極4-2和次級軛4-3組成，永磁體和鐵極交替排列，所有永磁體充磁方向相同。初級組件3和次級組件4之間為氣隙5。單元電機一1和單元電機二2之間設(shè)置有調(diào)磁結(jié)構(gòu)6。相鄰的單元電機一1和單元電機2上槽內(nèi)繞組的設(shè)置順序不同。單元電機一1上從左往右，槽內(nèi)依次設(shè)置有A相繞組3-4-1，B相繞組3-4-2，C相繞組3-4-3，單元電機二2從左往右，槽內(nèi)依次設(shè)置有B相繞組3-4-4，C相繞組3-4-5，A相繞組3-4-6。

本發(fā)明的進一步設(shè)計在于：

調(diào)磁結(jié)構(gòu)6采用導(dǎo)磁材料，并與初級軛3-1一體成型。

調(diào)磁結(jié)構(gòu)6包括調(diào)磁軛部6-1和調(diào)磁齒部6-2，調(diào)磁軛部6-1的寬度為S＝(k+2/3)τ(k為整數(shù)，τ為電機的極距)，調(diào)磁齒部6-2的寬度S₁≤S，調(diào)磁齒部6-2的高度h₁≤h，h為單元電機初級齒3-2的高度。

電機可采用n(n≥3)個單元電機結(jié)構(gòu)，相鄰的兩個單元電機之間設(shè)置有調(diào)磁結(jié)構(gòu)6，單元電機一上繞組的設(shè)置為：A相繞組-B相繞組-C相繞組；單元電機二上繞組的設(shè)置為：B相繞組-C相繞組-A相繞組；單元電機三上繞組的設(shè)置為：C相繞組-A相繞組-B相繞組；單元電機四上繞組的設(shè)置為：A相繞組-B相繞組-C相繞組。依此，按照每三個單元電機一組繞組結(jié)構(gòu)進行循環(huán)。

本發(fā)明的優(yōu)點是：

(1)通過調(diào)磁結(jié)構(gòu)設(shè)計及單元電機上繞組設(shè)置的調(diào)整，一方面調(diào)節(jié)端部磁場分布，另一方面改變各相繞組與端部的相對位置，從而降低端部效應(yīng)對各相繞組的影響，降低端部效應(yīng)引起的三相繞組不對稱性，最終實現(xiàn)減小電機推力波動，改善連續(xù)極永磁同步直線電機系統(tǒng)控制性能的目的；

(2)與已有的模塊化直線電機及端部附加齒槽優(yōu)化設(shè)計方法相比，所設(shè)置的調(diào)磁結(jié)構(gòu)采用導(dǎo)磁材料，利于提高平均推力，同時寬度最小可以取值為2/3τ，在抑制端部效應(yīng)的同時，使初級長度增加的值很小，從而利于減小電機的體積質(zhì)量，提高推力密度。

附圖說明