[發明專利]一種用于磁浮列車的永磁與電勵磁組合直線電機

在審

• 申請號: 202110183835.5
• 申請日: 2021-02-10
• 公開（公告）號: CN114915131A
• 公開（公告）日: 2022-08-16
• 發明（設計）人: 陳高華;劉海濤;尚敬;王禹;許義景;石煜;韓亮;張文龍;孔德坤;田奎森;袁文燁;吳強;蘇軍貴
• 申請（專利權）人: 中車株洲電力機車研究所有限公司
• 主分類號: H02K41/02
• 分類號: H02K41/02
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 劉奕

本申請公開了一種用于磁浮列車的永磁與電勵磁組合直線電機，采用永磁與電勵磁混合形式，用于產生直線電機的牽引勵磁磁場，永磁體的加入大幅度降低了電機磁場所需的勵磁電流，降低了動子發熱量。用于磁浮列車的永磁與電勵磁組合直線電機包括：定子及動子；定子的定子鐵心內嵌定子電機繞組；動子包括動子磁極鐵心及動子勵磁繞組，動子磁極鐵心內嵌永磁體；動子勵磁繞組及永磁體通過與定子電機繞組的磁場耦合產生直線電機牽引力。

技術領域

本發明涉及電氣傳動與自動化領域，特別是涉及一種用于磁浮列車的永磁與電勵磁組合直線電機。

背景技術

目前地面交通運輸主要以公路和鐵路交通為主，隨著社會的發展，其快捷性越來越跟不上時代的步伐。在這兩大地面運輸系統中,只有鐵路運輸系統能夠進一步提高運輸的快捷性，而常規輪軌鐵路系統由于其自身無法克服的粘著力和機械上的原因，其最高速度受到很大限制。磁懸浮列車在人類地面交通技術史上第一次實現了車輛與路面之間的無接觸、無摩擦、無磨損的運行，克服了傳統機車車輛必須通過輪軌機械接觸實行列車牽引的許多弊端。其最高運行速度已達500km/h以上，而且它的振動、噪聲要比常規輪軌系統小得多，以線性電機驅動是它的優勢之一。從經濟性的角度來看，磁懸浮列車每個座位的投資是飛機的1/2，而它的速度比輪軌式交通工具快得多，與飛機速度接近，比較適合中、長距離的旅客運輸。因此,磁懸浮列車被稱為21世紀最理想的交通工具。

長定子直線電機是高速磁浮列車中的核心部件之一，決定了列車的牽引性能，因此研制高性能的長定子直線電機是提高列車性能的關鍵。

在專利“CN201080027572.9-用于磁懸浮列車的磁極及其制造方法”中，所用磁極完全采用電勵磁，由于懸浮列車上供電電池容量有限，產生的勵磁磁場也有限，限制了懸浮磁極懸浮力的提升空間；在專利“CN109802549A-一種高速磁浮列車同步直線電機的勵磁磁極”中，在懸浮磁極中加入了永磁體進行輔助勵磁，但是電機動子除了提供電機勵磁磁場還提供懸浮磁場，這樣加大了勵磁線圈的負擔，發熱嚴重。

發明內容

本發明的目的是提供了一種用于磁浮列車的永磁與電勵磁組合直線電機，采用永磁與電勵磁混合形式，用于產生直線電機的牽引勵磁磁場，永磁體的加入大幅度降低了電機磁場所需的勵磁電流，降低了動子發熱量。

本發明第一方面提供一種用于磁浮列車的永磁與電勵磁組合直線電機，包括：

定子及動子；

定子的定子鐵心內嵌定子電機繞組；

動子包括動子磁極鐵心及動子勵磁繞組，動子磁極鐵心內嵌永磁體；

動子勵磁繞組及永磁體通過與定子電機繞組的磁場耦合產生直線電機牽引力。

進一步的，永磁體為分段結構，分段結構的分段段數至少為兩個，永磁體設置在動子磁極鐵心靠近定子的一側。

進一步的，動子磁極鐵心內部開設有永磁體槽，永磁體槽用于設置永磁體，永磁體槽的數量與分段段數相同。

進一步的，還包括：

動子磁極磁軛；

動子磁極磁軛用于連接動子磁極鐵心。

進一步的，動子磁極鐵心開設有安裝孔；

安裝孔用于固定動子磁極鐵心。

進一步的，動子磁極鐵心開設有減重孔，減重孔用于減輕動子磁極鐵心的重量。

進一步的，當磁浮列車處于低速運行時，動子勵磁繞組及永磁體通過與定子電機繞組的磁場耦合產生直線電機牽引力。

進一步的，當磁浮列車處于高速運行時，根據牽引需求減小動子勵磁繞組的勵磁電流，動子勵磁繞組及永磁體通過與定子電機繞組的磁場耦合產生直線電機牽引力。