[發明專利]牽引與懸浮導向一體化的橫向磁通直線同步電機

在審

• 申請號: 202210870505.8
• 申請日: 2022-07-22
• 公開（公告）號: CN115189546A
• 公開（公告）日: 2022-10-14
• 發明（設計）人: 呂剛;智若東
• 申請（專利權）人: 北京交通大學
• 主分類號: H02K41/03
• 分類號: H02K41/03;H02N15/00;B60L13/10
• 代理公司: 北京市商泰律師事務所 11255
• 代理人: 麻吉鳳

本發明屬于磁懸浮技術領域，具體提供了一種牽引與懸浮導向一體化的橫向磁通直線同步電機，所述電機包括沿電機所處的目標安裝部件的移動方向對立設置的初級組件和次級組件，所述初級組件包括初級鐵心(1)、初級電樞繞組(2)以及第一非導磁固定架(51)；所述次級組件包括次級鐵心(3)、次級勵磁繞組(4)以及第二非導磁固定架(52)；其中，所述初級組件和所述次級組件均封裝在電樞隔磁塊(15)和次級隔磁塊(16)中，并且所述初級組件和所述次級組件之間具有氣隙(6)。本發明提供的牽引與懸浮導向一體化的橫向磁通直線同步電機在應用至如磁懸浮列車等場景時可實現牽引、懸浮和導向功能一體化。

技術領域

本發明屬于磁懸浮技術領域，尤其涉及一種可應用于如磁懸浮列車等場景(目標安裝部件)的牽引與懸浮導向一體化的橫向磁通直線同步電機。

背景技術

磁懸浮技術由于具備運行速度快、安全性能高、無磨耗、綠色環保等方面的優點，使其在軌道交通領域內的應用發展顯著。直線電機作為磁懸浮列車中的重要組成部分(驅動機構)，主要用于驅動磁懸浮列車的磁懸浮系統，因此對列車運行的穩定性和可靠性起著至關重要的作用。

其中，直線電機包括直線感應電動機和直線同步電動機，直線感應電動機主要用于中低速磁懸浮系統驅動，直線同步電動機主要用于高速磁懸浮系統驅動。在以直線電機作為驅動機構的磁懸浮系統中，磁懸浮系統的懸浮和導向功能主要依靠磁懸浮系統的懸浮電磁鐵或其他線圈實現，因此，通常需要兩個或兩個以上的設備完成推進、懸浮和自動導向的功能，這便使得現有的磁懸浮系統的結構比較復雜，從而增加了磁懸浮列車的重量和成本。此外，傳統的直線電機由于磁路開斷因此具有一定的邊緣效應，這便使得直線電機的推力減小、效率降低。此外，直線電機的各相繞組往往存在相互耦合嚴重的問題，這便使得直線電機的推力密度較小、繞組利用率較低。

相應地，本領域需要一種新的技術方案來解決上述問題。

發明內容

技術問題

為了至少在一定程度地解決上述技術問題，提出本發明。

技術方案

有鑒于此，本發明提供了一種牽引與懸浮導向一體化的橫向磁通直線同步電機，該所述電機包括沿電機所處的目標安裝部件的移動方向對立設置的初級組件和次級組件，所述初級組件包括初級鐵心、初級電樞繞組以及第一非導磁固定架，所述初級電樞繞組設置于所述初級鐵心，所述初級電樞繞組通過所述第一非導磁固定架固定；所述次級組件包括次級鐵心、次級勵磁繞組以及第二非導磁固定架，所述次級勵磁繞組設置于所述次級鐵心，所述次級勵磁繞組通過所述第二非導磁固定架固定；其中，所述初級組件和所述次級組件均封裝在電樞隔磁塊和次級隔磁塊中中，并且所述初級組件和所述次級組件之間具有氣隙。

對于上述牽引與懸浮導向一體化的橫向磁通直線同步電機，在一種可能的實施方式中，所述電樞隔磁塊和/或所述次級隔磁塊由環氧樹脂構成。

對于上述牽引與懸浮導向一體化的橫向磁通直線同步電機，在一種可能的實施方式中，沿電機所處的目標安裝部件的移動方向觀察，所述初級組件和所述次級組件均包括多組，其中，每組所述初級組件包括M個初級鐵心，每組所述次級組件包括N個次級鐵心，M、N均≥1。

對于上述牽引與懸浮導向一體化的橫向磁通直線同步電機，在一種可能的實施方式中，所述次級鐵心安裝有直流勵磁繞組和/或永磁體。

可以看出，在次級勵磁繞組為直流勵磁式結構的情形下，交流電供電的初級電樞繞組形成的行波磁場和直流電供電的次級勵磁繞組形成的磁極磁場相互作用可以產生牽引力。在次級勵磁繞組采用永磁式或者混合勵磁式結構的情形下，初級電樞繞組形成的行波磁場和永磁體相互作用產生牽引力。

如永磁體可采用釹鐵硼，結構可采用內置式和聚磁式等。