[發(fā)明專利]一種低推力波動長初級永磁同步直線電機(jī)

在審

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• 申請日: 2018-03-20
• 公開（公告）號: CN108365731A
• 公開（公告）日: 2018-08-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 譚強(qiáng);李立毅;王明義;黃旭珍
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: H02K41/03
• 分類號: H02K41/03
• 代理公司: 北京旭路知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11567
• 代理人: 姚自奇

本發(fā)明提供一種低推力波動長初級永磁同步直線電機(jī)，屬電機(jī)技術(shù)領(lǐng)域。電機(jī)包括初級組件和次級組件。初級組件用作定子，由初級鐵芯和電樞繞組構(gòu)成。初級組件的縱向長度遠(yuǎn)大于次級組件。初級鐵芯上開槽，槽內(nèi)設(shè)置電樞繞組。次級組件用作動子，由永磁體、次級鐵芯構(gòu)成。次級鐵芯中部設(shè)置有隔磁區(qū)域。永磁體間距離不受隔磁區(qū)域的影響。初級組件和次級組件之間為氣隙。該結(jié)構(gòu)有利于抑制電機(jī)的端部效應(yīng)和齒槽效應(yīng)，降低長初級永磁同步直線電機(jī)中的推力波動。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電機(jī)領(lǐng)域，特別涉及一種低推力波動長初級永磁同步直線電機(jī)。

背景技術(shù)

直線電機(jī)傳動技術(shù)的特點(diǎn)是省去中間復(fù)雜傳動結(jié)構(gòu)，永磁電機(jī)的特點(diǎn)是功率密度高、體積小和質(zhì)量輕，永磁同步直線電機(jī)兼具二者的優(yōu)點(diǎn)，其應(yīng)用領(lǐng)域逐漸擴(kuò)大。直線電機(jī)可以是短初級長次級形式，也可以是長初級短次級形式。相較于短初級長次級形式，長初級短次級形式電機(jī)的次級(動子)質(zhì)量輕，定位力小，適用于高速高精度應(yīng)用場合。然而，采用長初級短次級形式的直線電機(jī)仍然存在端部效應(yīng)，導(dǎo)致磁場諧波分量增大，引起定位力和推力波動增大，限制了該類型電機(jī)的應(yīng)用。鑒于此，減小電機(jī)的推力波動成為此類電機(jī)研究及應(yīng)用中必須解決的關(guān)鍵問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為解決已有長初級短次級永磁同步直線電機(jī)推力波動大的問題，提出一種模塊化短次級永磁同步直線電機(jī)。本發(fā)明的具體技術(shù)方案如下：

本發(fā)明提供一種低推力波動長初級永磁同步直線電機(jī)，包括初級組件和次級組件。電機(jī)次級極數(shù)為偶數(shù)，初級組件與次級組件耦合區(qū)域內(nèi)對應(yīng)的初級槽數(shù)為奇數(shù)。

初級組件用作定子，由初級鐵芯(1)和電樞繞組(2)構(gòu)成，初級組件的縱向長度遠(yuǎn)大于次級組件。初級鐵芯(1)上開槽，開槽后鐵芯分為齒部(1-1)與軛部(1-2)，槽內(nèi)設(shè)置電樞繞組(2)，電樞繞組(2)可以采用集中式，也可以采用分布式。

次級組件用作動子，由永磁體(4)和次級鐵芯(3)構(gòu)成，永磁體(4)可以為表貼式，也可以為內(nèi)嵌式，相鄰兩塊永磁體充磁方向相反。次級鐵芯(3)中部設(shè)置有隔磁區(qū)域(5)，永磁體間距離不受隔磁區(qū)域(5)的影響。隔磁區(qū)域(5)可以為氣隙，也可以設(shè)置為非導(dǎo)磁材料連接件。當(dāng)永磁體采用表貼式結(jié)構(gòu)時，次級鐵芯中部隔磁區(qū)域(5)的寬度與永磁體(4)間隙的寬度相同。當(dāng)永磁體采用內(nèi)嵌式結(jié)構(gòu)時，次級鐵芯中部隔磁區(qū)域(5)的寬度小于永磁體(4)間距的寬度。初級組件和次級組件之間為氣隙(6)。

本發(fā)明的進(jìn)一步設(shè)計(jì)在于：當(dāng)永磁體(4)采用表貼式結(jié)構(gòu)時，次級鐵芯(3)縱向端部與永磁體(4)縱向端部對齊，不需要額外延長鐵芯(3)端部，以進(jìn)一步增大電機(jī)動子的有效行程，提高電機(jī)的推力密度。

本發(fā)明相比現(xiàn)有技術(shù)具有如下有益效果：

(1)通過在次級鐵芯中部設(shè)置隔磁區(qū)域，將次級等分為兩個獨(dú)立的單元模塊。兩個單元模塊的定位力波形互差180°電角度(一個槽距表示360°電角度)，定位力波形中的基波和奇數(shù)次諧波得到抵消，從而將電機(jī)總定位力抑制到較低水平；

(2)次級鐵芯中部隔磁區(qū)域的寬度較小，有效減小對電機(jī)平均推力的影響。次級級數(shù)越多，隔磁區(qū)域?qū)﹄姍C(jī)平均推力的影響越小。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實(shí)施方式一低推力波動長初級永磁同步直線電機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為傳統(tǒng)長初級永磁同步直線電機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為本發(fā)明實(shí)施方式二低推力波動長初級永磁同步直線電機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中，1-1：初級鐵芯齒部；1-2：初級鐵芯軛部；2：電樞繞組；3：次級鐵芯；4：永磁體；5：隔磁區(qū)域；6：氣隙

具體實(shí)施方式

實(shí)施方式一：