初级永磁型次级无轭部双边直线电机制造技术

一种初级永磁型无轭部双边直线电机。该初级永磁型无轭部双边直线电机包括双边初级和次级组成，双边初级与次级之间具有气隙。单边初级包括m个导磁电枢极和集中电枢绕组，m为电机的相数。每个电枢极靠近次级的端部由n个磁极和n-1或n个导磁齿或磁极交替贴装组成，相邻两电枢极的相对位移为λ1＝(j±1／m)τs，n，m，j均为正整数。m相电枢极通过导磁材料相连。次级由导磁块组成，相邻导磁块可以间隔排列也可采用连接桥相连。双边初级与次级的相对位置相同。本实用新型专利技术省去了次级轭部，不仅提高电机输出功率密度，而且节省次级材料，在长距离驱动场合可提高系统效率，降低系统低成本，在以次级为动子的驱动系统中可提高系统的功率密度和带载能力。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】一种初级永磁型无轭部双边直线电机。该初级永磁型无轭部双边直线电机包括双边初级和次级组成，双边初级与次级之间具有气隙。单边初级包括m个导磁电枢极和集中电枢绕组，m为电机的相数。每个电枢极靠近次级的端部由n个磁极和n-1或n个导磁齿或磁极交替贴装组成，相邻两电枢极的相对位移为λ1＝(j±1／m)τs，n，m，j均为正整数。m相电枢极通过导磁材料相连。次级由导磁块组成，相邻导磁块可以间隔排列也可采用连接桥相连。双边初级与次级的相对位置相同。本技术省去了次级轭部，不仅提高电机输出功率密度，而且节省次级材料，在长距离驱动场合可提高系统效率，降低系统低成本，在以次级为动子的驱动系统中可提高系统的功率密度和带载能力。【专利说明】初级永磁型次级无轭部双边直线电机
本技术涉及一种初级永磁型次级无轭部双边直线电机，属于电机制造
。
技术介绍
随着工业的发展，直线电机得到广泛的应用。与传统的旋转电机驱动方式相比，采用直线电机驱动省去了把旋转运动转换为直线运动的机械齿轮，可以降低成本，较小噪声，降低系统体积，减低维护成本。在如轨道交通、高层楼宇电梯、工厂运输等长距离驱动场合，采用旋转电机驱动方式会带来驱动结构复杂、成本高、动态响应慢等缺点。因此，采用直线电机代替旋转电机这一技术手段，可以克服旋转电机在上述应用场合中的上述缺点，提高整个系统的效率。我国是稀土永磁大国，随着电力电子和磁性材料的发展，永磁无刷电机得到迅速的发展。此类电机具有高效率、高功率密度等优点。其相应的直线结构也被广泛研究。传统的永磁直线同步电机兼有永磁电机和直线电机的双重优点。与直线感应电机相比,永磁直线同步电机的推力密度高、体积小、重量轻，且具有发电制动功能。然而，由于传统的永磁电机的永磁体和电枢绕组分别安装在初级和次级，而永磁体和电枢的成本都较高，在如轨道交通、高层楼宇电梯、工厂运输等长距离中无疑导致系统的制造成本和维护成本大幅增力口。初级永磁电机次级结构简单，仅由导磁铁心组成，在上述长距离驱动中不仅具有永磁直线电机功率密度高，效率高，功率因数高等优点，而且具有直线感应电机和开关磁阻直线电机结构简单，成本低，易于维护等优点。但传统的单边或双边初级电机次级轭部铁心所占的比重较大，带来材料的浪费和成本提高。为进一步提高初级永磁电机的功率密度和降低次级的成本，本技术提出一种初级永磁型次级无轭部双边直线电机。本技术提高了电机的输出功率，降低了次级的成本和重量，既可为长距离驱动场合提供一种功率密度高，成本低的解决方案，又可为以次级作为运动部件的驱动方式提供一种功率密度高，带载能力强的驱动方案。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种可降低制造成本，提高电机功率密度和带负载能力，降低维护成本的初级永磁型次级无轭部双边直线电机。为了实现上述目的，本技术通过如下的技术方案来实现:本技术的初级永磁型次级无轭部双边直线电机包括双边初级和次级，两者之间具有气隙。单边初级包括m个导磁电枢极和集中电枢绕组，m为电机的相数。每个导磁电枢极靠近次级的端部由η块永磁体和n-Ι或η块导磁齿(也可为永磁体)交替贴装组成，导磁齿和永磁体宽度近似相等，导磁电枢极端部宽度为τ ρ ;集中电枢绕组套在电枢齿上，相邻两电枢极的相对位移为λ I = (j ± 1/m) τ s,n,m, j均为正整数，τ s为次级极距，τ p/τ s = (2η_1)/2或η ;m相电枢极的结构和永磁体的充磁方向相同并通过导磁材料相连构成单边初级；双边初级与次级的相对位置相同，且二者对应的永磁体充磁方向相同；次级由导磁块组成，相邻导磁块之间的距离为次级极距τ S，次级相邻导磁块间隔排列或采用连接桥相连；次级导磁块为双边初级永磁体组成串联磁路提供了通道，构成了一种新型双边串联磁路初级永磁直线电机。当上述导磁电枢极端部由η块永磁体和n-Ι或η块导磁齿交替贴装组成时，永磁体的充磁方向都相同；当导磁电枢极仅由2η-1或2η块永磁体贴装组成时，相邻永磁体的充磁方向相反。上述次级由导磁块组成或由导磁块和连接桥组成，次级可用非导磁材料填充紧固(如压铸铝等)，本技术的主要特点是次级导磁块为双边初级永磁体组成串联磁路提供了通道，从而构成了一种新型串联磁路初级永磁型次级无轭部双边直线电机。由于次级上既无永磁体也无绕组，仅仅由价格较低的导磁块组成，使得本技术特别适用于如轨道交通、高层楼房电梯等长定子应用场合，可以大大降低系统的成本。同时由于动子仅由导磁块组成，导磁块之间无轭部，其重量轻，在短距离弹射系统可以提高系统的功率密度和带负载能力。上述双边两初级与次级的相对位置相同，且其对应的永磁体充磁方向相同。因此，双边初级对应的永磁体通过气隙,次级导磁块,其他相导磁电枢极组成串联磁路。上述初级永磁型次级无轭部双边直线电机的初级和次级一个为固定部件，另一个为运动部件，其结构可为双边平板结构或圆筒型结构，可为电动机或发电机。 上述初级永磁型次级无轭部双边直线电机构成的电机模组，包括X个所述初级永磁型次级无轭部双边直线电机，X为正整数；x个所述初级永磁型次级无轭部双边直线电机与次级的相对位置可以相同也可以两两互差180°电角度(即半个次级极距)，χ个所述电机绕组可串联构成一个电机也可分开单独控制。将上述初级永磁型次级无轭部双边直线电机对偶演化可构成初级无轭部双次级永磁型直线电机。对偶演化步骤如下，沿着上述电机的次级水平轴线切成上、下两部分，将水平轴线一边的次级及初级沿着垂直方向向另一边移动，直至两初级轭部重合，同时增加双边次级轭部，减小或去除初级轭部，即可得到一种初级无轭部双次级永磁型直线电机。本技术电机的永磁体和电枢绕组均放置在初级上，次级结构简单，无绕组、无电刷、无永磁体，仅为导磁块，导磁块之间可以间隔开，也可以采用连接桥相连。永磁体置于初级，易于散热，可靠性高。与传统的初级永磁直线电机相比，本技术次级仅由导磁块组成，相邻导磁块之间不需要导磁轭部，其结构更简单，不仅大大降低次级的成本和重量，而且具有更高的功率密度。从磁路结构上来说，本技术是一种新型串联磁路初级永磁型次级无轭部双边直线电机。初级和次级均可采用模块化设计，模块化结构有利于生产和安装，特别适用于长定子应用场合，可以大大降低系统成本。当次级作为短动子时，由于其结构简单，无永磁体、无电刷、重量轻，在短距离弹射驱动系统中不仅可以提高弹射系统的功率密度，而且可以提高弹射系统的带负载能力和系统的可靠性。因此，本技术具有广泛的应用前景。【专利附图】【附图说明】图1本技术实施例1电机结构示意图图2实施例1电机A相绕组磁链达到正最大位置磁力线分布图图3实施例1电机A相绕组磁链达到负最大位置磁力线分布图图4本技术实施例2电机结构示意图；图5本技术实施例2又一电机结构示意图；图6本技术实施例3电机结构示意图；图7本技术实施例4电机结构示意图；图8本技术实施例5电机结构示意图；【具体实施方式】:为使本技术实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合【具体实施方式】，进一步阐述本技术。实施例1:如图1所示，本技术包括双边初级11、次级10和集中绕组113，所述初级本文档来自技高网...

【技术保护点】
初级永磁型次级无轭部双边直线电机，包括双边初级(11)、次级(10)和集中绕组(113)，所述初级(11)和次级(10)之间具有气隙，其特征在于， 所述单边初级(11)包括m个导磁电枢极和集中电枢绕组(113)，m为电机的相数；每个导磁电枢极靠近次级的端部由n块永磁体(112)和n‑1或n块导磁齿(114)交替贴装组成，n.1或n块导磁齿(114)可用永磁体(112)替换，导磁齿和永磁体宽度近似相等，导磁电枢极端部宽度为τp；集中电枢绕组(113)套在电枢极上，相邻相两电枢极的相对位移为λl=（j±1/m)τs，n，m，j均为正整数，τs为次级极距，τp/τs=(2n‑1)/2或n；m相电枢极的结构和永磁体的充磁方向相同并通过导磁材料(111)相连构成单边初级(11)；双边初级与次级的相对位置相同，且二者对应的永磁体充磁方向相同； 所述次级(10)由导磁块(101)组成，相邻导磁块(101)之间的距离为次级极距τs，次级相邻导磁块(101)间隔排列或采用连接桥(100)相连；次级导磁块(101)为双边初级永磁体组成串联磁路提供了通道，构成了一种新型串联磁路双边初级永磁直线电机。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：曹瑞武，黄文新，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：新型
国别省市：江苏;32