[發明專利]一種圓筒式雙凸極永磁直線電機

在審

• 申請號: 201711339475.3
• 申請日: 2017-12-14
• 公開（公告）號: CN107947522A
• 公開（公告）日: 2018-04-20
• 發明（設計）人: 梅磊;曹逸涵;郝培華;張廣明;歐陽慧珉;鄧歆
• 申請（專利權）人: 南京工業大學
• 主分類號: H02K41/03
• 分類號: H02K41/03;H02K1/24;H02K1/14
• 代理公司: 南京天翼專利代理有限責任公司32112
• 代理人: 涂春春

技術領域

本發明涉及一種電機，具體是一種圓筒式雙凸極永磁直線電機，屬于電機技術領域。

背景技術

圓筒型直線電機是一種新型直線電機,基于普通直線電機結構進行改進而來。直線電機最基本和最典型的結構是扁平式結構，該結構應用最為廣泛，但其邊緣效應明顯，端部繞組浪費材料并增加電阻損耗和端部漏抗，導致電機效率低下。相比于扁平式直線電機，圓通型直線電機采用共軸線圈組成電機繞組，嵌入定子槽中，不存在端部繞組，提高了繞組利用率，同時消除了橫向邊緣效應。此外，直線電機軸承上承受的應力也得以降低，簡化了電機制造工藝，降低了制造成本。

雙凸極電機是20世紀50年代被提出的一種新型結構的電機，進入90年代后得到人們的廣泛關注和深入研究，其具有結構簡單堅固、制造方便、工作可靠、易于維護的優點，在風力發電場合具有很好的應用前景。

雙凸極電機屬于變磁阻電機，變磁阻電機包含單邊凸極和雙邊凸極兩種，為了獲得最大的磁阻最大值與最小值比值，以及更好的機電能量轉換特性，雙凸極電機受到了研究人員更多的親睞。典型的變磁阻電機利用磁阻的不等，磁通總向磁阻小的路線集中，作為電動機工作時，通電的定子繞組以磁力吸引鐵磁性的轉子，使磁力產生切向分力，即產生對轉子的轉矩。定子的通電順序根據位置傳感器檢測到的轉子位置所對應的最有利于對轉子產生向前轉動轉矩的那一相定子通電，轉子轉過一定角度后由下一個最有利于轉子產生轉矩的一相通電。控制系統不斷改變定子繞組的通電相序，使轉子向一個方向持續轉動。

圓筒式雙凸極永磁直線電機是圓筒式直線電機的一種形式，其運行原理和雙凸極永磁電機運行原理一致。它將圓筒式直線電機和雙凸極永磁電機的兩者的優點結合起來，其所具有的結構優勢受到了越來越多人們的關注。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是：針對背景技術中提及的目前電機系統普遍存在的結構過于復雜、自身能耗大的缺點。

本發明的目的是提出一種具有高效率、高功率密度且結構簡單、新穎的圓筒式雙凸極永磁直線電機。

為解決上述技術問題，本發明采取的技術方案是：

一種圓筒式雙凸極永磁直線電機，包括圓柱體狀的動子鐵芯，在動子鐵芯的外表面上沿軸向方向等間隔的設置環形的動子凸極，動子凸極的寬度與相鄰兩個動子凸極之間的間隔寬度相等；

在動子鐵芯外表面上的沿軸向套設定子鐵芯A、環形永磁體和定子鐵芯B，環形永磁體位于定子鐵芯A和定子鐵芯B之間，定子鐵芯A、環形永磁體和定子鐵芯B三者外徑均相同；

在定子鐵芯A的內表面上外凸設置兩個環形的定子凸極A，兩個環形的定子凸極A均與動子凸極之間設置第一間隙；兩個環形的定子凸極A之間設置用于安裝電樞繞組A的環形的第一齒槽；第一齒槽的寬度等于兩倍的定子凸極A的寬度；

在定子鐵芯B的內表面上外凸設置兩個環形的定子凸極B，兩個環形的定子凸極B均與動子凸極之間設置第二間隙，第二間隙與第一間隙的間距相等；兩個環形的定子凸極B之間設置用于安裝電樞繞組B的環形的第二齒槽，第二齒槽的寬度等于第一齒槽的寬度；

定子凸極A的寬度、定子凸極B的寬度以及動子凸極的寬度均相等；

在第一齒槽內嵌入預先繞制好的環形的電樞繞組A，在第二齒槽內嵌入預先繞制好的環形的電樞繞組B；

環形永磁體的充磁方向為軸向充磁。

本發明技術方案中提及的預先繞制好的環形的電樞繞組A，以及預先繞制好的環形的電樞繞組B，這里所述的預先繞制好的環形的電樞繞組A和電樞繞組B的工藝方法為現有技術中的常規工藝方法，具體的工藝方法本發明不作詳細的說明。

有益效果

本發明與現有技術相比的有益效果：

1、本發明圓筒式雙凸極永磁直線電機，采用永磁體建立勵磁磁場，能降低電機銅耗，提高電機效率。

2、本發明圓筒式雙凸極永磁直線電機，采用同極性結構，電機具有較低的鐵耗。

3、本發明圓筒式雙凸極永磁直線電機，結構簡單，裝配靈活性高，故障維修次數少，工作安全可靠，具有很高的使用壽命。

附圖說明

圖1是本發明電機的三維結構半剖示意圖。

圖2是本發明電機的二維結構剖面圖。

具體實施方式

為使本發明的內容更加明顯易懂，以下結合附圖1-圖2和具體實施方式做進一步的描述。

為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。