[發明專利]一種同性極電勵磁直線同步電機

有效

• 申請號: 202010714653.1
• 申請日: 2020-07-21
• 公開（公告）號: CN111884473B
• 公開（公告）日: 2021-12-17
• 發明（設計）人: 葉才勇;鄧聰;張嵐清;湯偉
• 申請（專利權）人: 華中科技大學;長航集團武漢電機有限公司
• 主分類號: H02K41/03
• 分類號: H02K41/03;H02K41/035;H02K1/06;H02K3/04
• 代理公司: 武漢開元知識產權代理有限公司 42104
• 代理人: 劉志菊;劉琳

本發明公開了一種同性極電勵磁直線同步電機，包括初級、次級以及初級和次級之間形成的兩個氣隙；初級包括初級鐵芯、初級電樞繞組、勵磁鐵芯、環形勵磁繞組，次級包括次級背軛鐵芯和鐵芯齒極陣列，鐵芯齒極陣列分為兩組，分別設置于次級背軛鐵芯的左側面和右側面，對應于左側和右側的初級鐵芯，同組中相鄰的兩個鐵芯齒間距為τ，兩組的鐵芯齒交錯設置，錯開的間距為τ，電角度相差180度。本發明提出的電樞繞組和環形勵磁繞組均集中在初級上，次級結構簡單，渦流損耗小、效率高，加工成本低，可實現自懸浮，無機械接觸，通過微調勵磁電流即可保證氣隙長度，適合較大氣隙的場合，如高速磁懸浮列車領域，使得對軌道的要求降低。

技術領域

本發明涉及直線同步電機領域技術領域，具體地指一種同性極電勵磁直線同步電機。

背景技術

隨著直線電機技術的探索與發展，直線電機作為驅動裝置在交通運輸領域的應用越來越多。直線電機省去了中間傳動聯結裝置，相比于旋轉電機有著很大的優勢。隨著人類對速度追求，磁懸浮列車成為交通領域研究熱點。采用電勵磁直線同步電機作為的磁懸浮列車的驅動有著一定的優勢，直線同步電機的磁路系統本身能夠同時產生推力和懸浮力，無需單獨設置實現懸浮的支撐裝置，使得裝置結構變得簡單。但是，目前直線同步電機的氣隙磁場為交變磁場，在次級中會產生較大的渦流損耗，為減小渦流損耗會使得次級結構的加工工藝變得復雜，成本增加。

發明內容

本發明針對現有技術的不足，提出了一種同性極電勵磁直線同步電機，以減小直線電機次級中產生的渦流損耗，使得次級結構可以采用實心鐵芯，加工工藝變得簡單，解決直線同步電機次級渦流損耗大，加工成本較高的問題。

為實現上述目的，本發明所設計的一種同性極電勵磁直線同步電機，包括初級、次級以及初級和次級之間形成的氣隙；其特殊之處在于，所述初級包括左側初級鐵芯、右側初級鐵芯以及繞制在兩個初級鐵芯上的初級電樞繞組，所述左側初級鐵芯、右側初級鐵芯之間設置有環形勵磁繞組和勵磁鐵芯，所述環形勵磁繞組繞制在勵磁鐵芯上；所述次級包括次級背軛鐵芯和鐵芯齒極陣列，所述鐵芯齒極陣列包括左側鐵芯齒和右側鐵芯齒，分別設置于次級背軛鐵芯的左側面和右側面，且分別與初級的左側初級鐵芯、右側初級鐵芯相對；所述左側鐵芯齒和右側鐵芯齒均包含N個鐵芯齒，每組中相鄰的兩個鐵芯齒間距為τ，兩組的鐵芯齒交錯設置，錯開的間距為τ，電角度相差180度。

進一步地，所述初級的鐵芯均由鐵磁材料制成，左側初級鐵芯、右側初級鐵芯共用一套電樞繞組。

更進一步地，所述電機的初級短于次級，初級為動子進行直線運動。

更進一步地，所述初級電樞繞組采用雙層結構集中繞制在左側初級鐵芯、右側初級鐵芯上。

更進一步地，所述鐵芯齒的個數N為≥2的正整數。

更進一步地，所述次級采取實心結構，由鐵磁材料制成。

更進一步地，所述左側鐵芯齒和右側鐵芯齒的齒寬的取值范圍為0.3～0.5τ。

更進一步地，所述左側初級鐵芯與左側鐵芯齒之間、右側初級鐵芯與右側鐵芯齒之間的氣隙磁通為單極性。

本發明的有益效果在于：

1、本發明提出的電勵磁同性極直線電機一個鐵芯下的氣隙磁場為單極性，通過轉子鐵芯的磁通方向不會發生交變，使得轉子鐵芯產生很小的渦流損耗，這樣降低電機損耗，減少了電機的發熱，提高了電機的效率。

2、本發明提出的電勵磁同性極直線電機次級可采取實心結構，無需采用硅鋼片疊制，機械強度更高，加工更為簡單，加工成本更低。

3、本發明提出的電勵磁同性極直線電機無需單獨的支撐軸承系統即可實現自懸浮，無機械接觸，通過微調勵磁電流即可保證氣隙長度，適合較大氣隙的場合，使得對軌道的要求降低。

附圖說明

圖1為本發明的三維結構結構示意圖。