[發明專利]直接-間接復合水冷錐形永磁直線同步電機及冷卻方法

在審

• 申請號: 202310158896.5
• 申請日: 2023-02-23
• 公開（公告）號: CN116073627A
• 公開（公告）日: 2023-05-05
• 發明（設計）人: 譚強;閆順天;王新邦;黃旭珍;李靜
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: H02K41/03
• 分類號: H02K41/03;H02K5/20;H02K9/19
• 代理公司: 無錫華源專利商標事務所(普通合伙) 32228
• 代理人: 楊曉敏

本發明涉及一種直接?間接復合水冷錐形永磁直線同步電機及冷卻方法，包括相互配合的初級結構和次級結構，所述初級結構包括：初級鐵芯，呈“V”型設置，初級鐵芯上設有齒槽，繞組線圈，嵌套在齒槽中，外殼，呈半包覆結構，外殼中開有若干個直通水道，直通水道沿外殼的側壁、內壁設置，所述次級結構包括：支撐結構，作為基準，支撐結構面向初級結構的一側呈“V”型凹陷，與初級結構的“V”型凸起相適配，次級鐵芯，位于支撐結構的斜面上，永磁體，位于次級鐵芯靠近初級結構的一側，與繞組線圈貼近。本發明增大了氣隙面積，提高電機磁負荷；同時采用包覆冷卻方式，增強散熱和隔熱能力，從而增大電機的推力密度。

技術領域

本發明涉及直線電機技術領域，尤其是一種直接-間接復合水冷錐形永磁直線同步電機及冷卻方法。

背景技術

根據機電能量轉換原理，當其定子(初級)極數和轉子(次級)極數相同時，電機的輸出轉矩或推力基本由氣隙面積決定。

而電機功率還與轉速有關，因此提高電機定轉子磁場變化的頻率，即提高電機的轉速，可以增大電機的功率。

但是，在常規的電力傳動中應用的直線電機，和高速旋轉電機相比，其磁場變化的頻率低，作為直驅系統，受其結構等方面的限制，難以通過提高電機磁場變化的頻率來提高直線電機的功率密度。因此，要使直線電機系統在功率及力能指標上具有優勢，只能寄希望于提高電機的推力密度。

發明內容

本申請人針對上述現有生產技術中的缺點，提供一種結構合理的直接-間接復合水冷錐形永磁直線同步電機及冷卻方法，通過采用V型氣隙，增大電機初級與次級耦合氣隙面積，提高電機磁負荷；同時采用包覆冷卻方式，增強散熱和隔熱能力，從而增大電機的推力密度。

本發明所采用的技術方案如下：

一種直接-間接復合水冷錐形永磁直線同步電機，包括相互配合的初級結構和次級結構，所述初級結構包括：

初級鐵芯，呈“V”型設置，初級鐵芯上設有齒槽，

繞組線圈，嵌套在齒槽中，

外殼，呈半包覆結構，外殼中開有若干個直通水道，直通水道沿外殼的側壁、內壁設置，

所述次級結構包括：

支撐結構，作為基準，支撐結構面向初級結構的一側呈“V”型凹陷，與初級結構的“V”型凸起相適配，

次級鐵芯，位于支撐結構的斜面上，

永磁體，位于次級鐵芯靠近初級結構的一側，與繞組線圈貼近。

作為上述技術方案的進一步改進：

所述外殼包括頂面外殼、位于頂面外殼兩側的側面外殼；所述頂面外殼面向初級鐵芯的一側凸出型成“V”型結構；

兩側面外殼之間連接有加強筋，加強筋設置為與初級鐵芯的斜面貼合的“V”型。

所述初級鐵芯靠近頂面外殼的一側內凹，在初級鐵芯背離頂面外殼一側陣列有若干垂直于頂面外殼的硅鋼片，相鄰兩硅鋼片之間即為用于容納繞組線圈的齒槽。

每一組繞組線圈在電機軸向方向截面為“V”型，繞組線圈垂直于電機軸向截面為閉環狀；一個繞組線圈嵌套在一片硅鋼片上。

所述頂面外殼靠近側面外殼的兩側為固定安裝位置；頂面外殼靠近“V”型面處設有內置式直通水道。

側面外殼沿繞組線圈的“V”型端部設置內置式直通水道。

永磁體包括：

第一永磁組，位于支撐結構的“V”型凹點，

第二永磁組、第三永磁組，對稱設置于第一永磁組兩側，落在支撐結構的“V”型斜面上。