[發明專利]無軸承開關磁阻直線電機

有效

• 申請號: 202010960866.2
• 申請日: 2020-09-14
• 公開（公告）號: CN112054648B
• 公開（公告）日: 2023-05-02
• 發明（設計）人: 鄧召學;李旭;劉天琴
• 申請（專利權）人: 重慶交通大學
• 主分類號: H02K41/03
• 分類號: H02K41/03;H02K1/14
• 代理公司: 北京海虹嘉誠知識產權代理有限公司 11129
• 代理人: 胡博文

本發明提供的一種無軸承開關磁阻直線電機，包括定子單元和動子單元；所述動子單元包括支撐軸和同軸固定外套于支撐軸的動子凸極，所述動子凸極為多個且沿支撐軸的軸向等間距設置，所述動子凸極為多棱柱結構；所述定子單元為包括多個定子且多個定子沿支撐軸的軸向等間距布置，相鄰定子之間具有絕緣擋圈；所述定子具有多個凸極，且多個凸極沿定子的圓周方向等間距均勻設置，凸極的個數與多棱柱的面數相等且對應，所述定子的凸極設置有勵磁繞組，位于定子單元兩端的定子的凸極設置有懸浮繞組，能夠確使得磁阻電機形成完整的磁通回路，有效避免漏磁現象的發生，從而確保磁阻電機的功率穩定性，而且能夠有效降低轉矩波動以及振動造成，從而確保整個磁阻電機的穩定性。

技術領域

本發明涉及一種直線電機，尤其涉及一種無軸承開關磁阻直線電機。

背景技術

直線電機能夠直接將電能轉換成為直線運動的機械能，并且可以消除中間轉換或傳動環節所帶來的各種誤差，近些年作為傳統旋轉電機的替代電機在直線運動領域廣泛應用。傳統直線電機需要通過直線軸承支撐電機動子進行高速往復機械運動，但直線軸承長時間磨損會影響直線電機的效率，降低工作的可靠性，甚至使電機提前報廢。因此，選擇無軸承磁懸浮技術代替直線軸承是一種解決上述問題較為優良的手段。目前工業領域應用較多的直線電機類型是永磁直線電機，但永磁直線電機制造成本高、后期維修困難且稀土資源有限，從而導致永磁直線電機很難在工業領域大規模應用。開關磁阻直線電動機是一種結合了直線電機原理與開關磁阻電機特性的新型特種電機，它既能高速度、高精度實現直線運動，又具有結構簡單、便于維護的特點，在工業領域中有進一步發展應用的趨勢。

但是，現有的開關磁阻電機存在以下缺陷：開關磁阻電機的控制系統較其他類型的電機復雜，包含了位置檢測器等器件，且開關磁阻電機為雙凸極結構，在運行過程中不可避免地存在轉矩波動和振動噪聲；更為重要的是：現有結構的開關磁阻電機存在漏磁現象，從而使得開關磁阻電機的功率穩定性差。

因此，為了解決上述技術問題，繼續提出一種新的無軸承開關磁阻直線電機。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的是提供一種無軸承開關磁阻直線電機，能夠能夠確使得磁阻電機形成完整的磁通回路，有效避免漏磁現象的發生，從而確保磁阻電機的功率穩定性，而且能夠有效降低轉矩波動以及振動造成，從而確保整個磁阻電機的穩定性。

本發明提供的一種無軸承開關磁阻直線電機，包括定子單元和動子單元；

所述動子單元包括支撐軸和同軸固定外套于支撐軸的動子凸極，所述動子凸極為多個且沿支撐軸的軸向等間距設置，所述動子凸極為多棱柱結構；

所述定子單元為包括多個定子且多個定子沿支撐軸的軸向等間距布置，相鄰定子之間具有絕緣擋圈；

所述定子具有多個凸極，且多個凸極沿定子的圓周方向等間距均勻設置，凸極的個數與多棱柱的面數相等且對應，所述定子的凸極設置有勵磁繞組，位于定子單元兩端的定子的凸極設置有懸浮繞組。

進一步，所述動子凸極的兩端端面均下沉形成凹槽，所述凹槽的開口尺寸由動子凸極端面處到凹槽底部逐漸減小。

進一步，所述凹槽的側壁與支撐軸徑向之間的傾斜角度θ≤30°。

進一步，定子的凸極的寬度L1、相鄰定子的凸極之間的寬度L2、相鄰動子凸極端面之間的間距S3、相鄰動子凸極的凹槽底部之間的間距S2以及同一動子凸極兩端的凹槽槽底間距S1具有如下關系：

L2＜S2＜L1+L2；

S3＜L2；

S1＜L1。

進一步，所述定子凸極與動子凸極之間的絕對間隙為1mm。

進一步，所述定子單元外套有隔磁套筒。