永磁磁悬浮直线电磁推进系统技术方案

本发明专利技术的永磁磁悬浮直线电磁推进系统涉及一种电机，具体涉及一种磁悬浮直线电机，目的是为了克服超导磁体所形成的磁场漏磁严重、磁场屏蔽难度大以及常导磁悬浮技术的悬浮控制难度大的问题，包括驱动控制分系统和直线电机分系统；驱动控制分系统包括功率变换器单元和控制器；直线电机分系统包括定子和动子，定子固定在地面、动子固定在撬车上且相对于定子运动；定子包括悬浮‑导向绕组和推进绕组；悬浮‑导向绕组包括单边的悬浮‑导向初级；推进绕组包括双边的推进初级；本发明专利技术不需要专门的悬浮与导向控制装置；车上无漏磁场。

【技术实现步骤摘要】
永磁磁悬浮直线电磁推进系统
本专利技术涉及一种电机，具体涉及一种磁悬浮直线电机。
技术介绍
现有高速磁悬浮直线电磁推进系统可分为常导型和超导型两大类。常导型也称常导磁吸型，以德国高速常导磁悬浮列车transrapid为代表，它是利用普通直流电磁铁电磁吸力的原理将列车悬起，悬浮的气隙较小，一般为10mm左右。常导型高速磁悬浮列车的速度可达每小时400～500km，适合于城市间的长距离快速运输。而超导型磁悬浮列车也称超导磁斥型，以日本MAGLEV为代表，它是利用超导磁体产生的强磁场，列车运行时与布置在地面上的线圈相互作用，产生电动斥力将列车悬起，悬浮气隙较大，一般为100mm左右，速度可达每小时500km以上。尽管磁悬浮推进系统具有速度快、加速度大、能耗低、维修少、污染小、噪声低、寿命长等诸多优点，但仍然存在一些不足：(1)超导磁体所形成的磁场在车上是开放的，漏磁严重，磁场屏蔽难度大，车辆重量高；(2)常导磁悬浮技术的悬浮高度较低，悬浮控制难度大，对线路的平整度、路基下沉量及道岔结构方面的要求较超导技术更高。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服超导磁体所形成的磁场漏磁严重、磁场屏蔽难度大以及常导磁悬浮技术的悬浮控制难度大的问题，提供了一种永磁磁悬浮直线电磁推进系统。本专利技术的永磁磁悬浮直线电磁推进系统，包括驱动控制分系统和直线电机分系统；驱动控制分系统包括功率变换器单元和控制器；直线电机分系统包括定子和动子，定子固定在地面、动子固定在撬车上且相对于定子运动；定子包括悬浮-导向绕组和推进绕组；悬浮-导向绕组包括单边的悬浮-导向初级，该悬浮-导向初级包括多组线圈组和初级线圈基板；每个线圈组包括两个悬浮-导向初级线圈，两个悬浮-导向初级线圈沿水平方向左右并列固定在初级线圈基板上，两个悬浮-导向初级线圈的绕向相反，一个悬浮-导向初级线圈的首端连接另一个悬浮-导向初级线圈的末端，一个悬浮-导向初级线圈的末端连接另一个悬浮-导向初级线圈的首端；各线圈组沿动子运动方向依次排列；推进绕组包括双边的推进初级，每边的推进初级包括多个推进初级线圈和一个初级线圈基板、多个推进初级线圈沿动子运动方向排列固定在初级线圈基板上；推进初级线圈所在平面平行于动子运动方向、垂直于地面；动子包括两列推进磁极和一列悬浮-导向磁极，推进磁极和悬浮-导向磁极的结构相同；推进磁极或悬浮-导向磁极均包括多个条形永磁体构成的永磁体阵列、屏蔽导体板和阻尼导体板、且永磁体阵列中的各条形永磁体排列固定在屏蔽导体板和阻尼导体板之间；永磁体阵列均是由4pn条或4pn+1条条形永磁体平行排布构成、且条形永磁体充磁方向依次相差90/n度；其中，p为次级极对数，n为大于等于1的自然数；推进磁极的屏蔽导体板和阻尼导体板所在平面均与动子运动方向平行、与地面垂直；推进磁极中各条形永磁体的长度方向垂直于地面、充磁方向平行于地面；两列推进磁极分别对应双边的推进初级、与推进初级之间均具有气隙、且两列推进磁极的阻尼导体板均与气隙相邻；推进磁极为对称的左右两列、且沿动子运动方向N极、S极依次交替排列固定在撬车左右两侧；悬浮-导向磁极的屏蔽导体板和阻尼导体板所在平面与动子运动方向平行、与地面平行；悬浮-导向磁极中各条形永磁体的长度方向平行于地面、垂直于动子运动方向，各条形永磁体的充磁方向所在平面垂直于地面、平行于动子运动方向；悬浮-导向磁极对应单边的悬浮-导向初级、与悬浮-导向初级之间具有气隙、该气隙所在平面与地面平行；悬浮-导向磁极的阻尼导体板与气隙相邻；悬浮-导向磁极沿动子运动方向N极、S极依次交替排列固定在撬车下侧。本专利技术的永磁磁悬浮直线电磁推进系统，包括驱动控制分系统和直线电机分系统；驱动控制分系统包括功率变换器单元和控制器；直线电机分系统包括定子和动子、定子固定在地面、动子固定在撬车上且相对于定子运动；定子包括悬浮-导向绕组和推进绕组；悬浮-导向绕组包括单边且双列的悬浮-导向初级、每列悬浮-导向初级均包括多组线圈组和初级线圈基板；每个线圈组包括两个悬浮-导向初级线圈，两个悬浮-导向初级线圈沿水平方向左右并列固定在初级线圈基板上、且两个悬浮-导向初级线圈的绕向相反、一个悬浮-导向初级线圈的首端连接另一个悬浮-导向初级线圈的末端，一个悬浮-导向初级线圈的末端连接另一个悬浮-导向初级线圈的首端；各线圈组沿动子运动方向依次排列；两列的悬浮-导向初级左右对称布置、且线圈组所在平面与地面平行；推进绕组包括双边的推进初级，每边的推进初级包括多个推进初级线圈和一个初级线圈基板、多个推进初级线圈沿动子运动方向排列固定在初级线圈基板上；推进初级线圈所在平面平行于动子运动方向、垂直于地面；双边的推进初级分别安装固定于左右两侧地面侧壁上；动子包括两列推进磁极和两列悬浮-导向磁极，推进磁极和悬浮-导向磁极的结构相同；推进磁极或悬浮-导向磁极均包括多个条形永磁体构成的永磁体阵列、屏蔽导体板和阻尼导体板、且永磁体阵列中的各条形永磁体排列固定在屏蔽导体板和阻尼导体板之间；永磁体阵列均是由4pn条或4pn+1条条形永磁体平行排布构成、且条形永磁体充磁方向依次相差90/n度；其中，p为次级极对数，n为大于等于1的自然数；推进磁极的屏蔽导体板和阻尼导体板所在平面均与动子运动方向平行、且与地面垂直；推进磁极中各条形永磁体的长度方向垂直于地面、充磁方向平行于地面；两列推进磁极分别对应双边的推进初级、与推进初级之间均具有气隙、且两列推进磁极的阻尼导体板均与气隙相邻；推进磁极为对称的左右两列、且沿动子运动方向N极、S极依次交替排列固定在撬车左右两侧；悬浮-导向磁极的屏蔽导体板和阻尼导体板所在平面与动子运动方向平行、与地面平行；悬浮-导向磁极中各条形永磁体的长度方向平行于地面、垂直于动子运动方向，各条形永磁体的充磁方向所在平面垂直于地面、平行于动子运动方向；两列悬浮-导向磁极分别对应两列的悬浮-导向初级、与悬浮-导向初级之间均具有气隙、气隙所在平面与地面平行，且两列悬浮-导向磁极的阻尼导体板均与气隙相邻；悬浮-导向磁极为对称的左右两列、且沿动子运动方向N极、S极依次交替排列固定在撬车下侧。本专利技术的永磁磁悬浮直线电磁推进系统，包括驱动控制分系统和直线电机分系统；驱动控制分系统包括功率变换器单元和控制器；直线电机分系统包括定子和动子，定子固定在地面、动子固定在撬车上且相对于定子运动；定子包括悬浮-导向-推进绕组，悬浮-导向-推进绕组包括双边的悬浮-导向-推进初级、每边的悬浮-导向-推进初级包括多组线圈组和初级线圈基板；每个线圈组包括两个悬浮-导向-推进初级线圈，两个悬浮-导向-推进初级线圈沿垂向上下并列固定在初级悬浮-导向-推进线圈基板上、且两个悬浮-导向-推进初级线圈的绕向相反、一个悬浮-导向-推进初级线圈的首端连接另一个悬浮-导向-推进初级线圈的末端，一个悬浮-导向-推进初级线圈的末端连接另一个悬浮-导向-推进初级线圈的首端；各线圈组沿动子运动方向依次排列；双边的悬浮-导向-推进初级左右两边对称设置、且对应线圈组的上悬浮-导向-推进初级线圈的首端连接在一起、对应线圈组的上悬浮-导向-推进初级线圈的尾端连接在一起；动子包括两列悬浮-导向-推进磁极；悬浮-导向-推进磁极均包括多个条形永磁体构成的永磁体阵列、屏蔽导体板和阻尼本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.永磁磁悬浮直线电磁推进系统，其特征在于，包括驱动控制分系统和直线电机分系统；驱动控制分系统包括功率变换器单元和控制器；直线电机分系统包括定子(1)和动子(2)，定子(1)固定在地面、动子(2)固定在撬车上且相对于定子(1)运动；定子(1)包括悬浮‑导向绕组和推进绕组；悬浮‑导向绕组包括单边的悬浮‑导向初级(7)，该悬浮‑导向初级(7)包括多组线圈组和初级线圈基板(3)；每个线圈组包括两个悬浮‑导向初级线圈，两个悬浮‑导向初级线圈沿水平方向左右并列固定在初级线圈基板(3)上，两个悬浮‑导向初级线圈的绕向相反，一个悬浮‑导向初级线圈的首端连接另一个悬浮‑导向初级线圈的末端，一个悬浮‑导向初级线圈的末端连接另一个悬浮‑导向初级线圈的首端；各线圈组沿动子(2)运动方向依次排列；推进绕组包括双边的推进初级(8)，每边的推进初级(8)包括多个推进初级线圈和一个初级线圈基板(3)、多个推进初级线圈沿动子(2)运动方向排列固定在初级线圈基板(3)上；推进初级线圈所在平面平行于动子(2)运动方向、垂直于地面；动子(2)包括两列推进磁极(9)和一列悬浮‑导向磁极(10)，推进磁极(9)和悬浮‑导向磁极(10)的结构相同；推进磁极(9)或悬浮‑导向磁极(10)均包括多个条形永磁体构成的永磁体阵列(4)、屏蔽导体板(5)和阻尼导体板(6)、且永磁体阵列(4)中的各条形永磁体排列固定在屏蔽导体板(5)和阻尼导体板(6)之间；永磁体阵列(4)均是由4pn条或4pn+1条条形永磁体平行排布构成、且条形永磁体充磁方向依次相差90/n度；其中，p为次级极对数，n为大于等于1的自然数；推进磁极(9)的屏蔽导体板(5)和阻尼导体板(6)所在平面均与动子(2)运动方向平行、与地面垂直；推进磁极(9)中各条形永磁体的长度方向垂直于地面、充磁方向平行于地面；两列推进磁极(9)分别对应双边的推进初级(8)、与推进初级(8)之间均具有气隙、且两列推进磁极(9)的阻尼导体板(6)均与气隙相邻；推进磁极(9)为对称的左右两列、且沿动子(2)运动方向N极、S极依次交替排列固定在撬车左右两侧；悬浮‑导向磁极(10)的屏蔽导体板(5)和阻尼导体板(6)所在平面与动子(2)运动方向平行、与地面平行；悬浮‑导向磁极(10)中各条形永磁体的长度方向平行于地面、垂直于动子(2)运动方向，各条形永磁体的充磁方向所在平面垂直于地面、平行于动子(2)运动方向；悬浮‑导向磁极(10)对应单边的悬浮‑导向初级(7)、与悬浮‑导向初级(7)之间具有气隙、该气隙所在平面与地面平行；悬浮‑导向磁极(10)的阻尼导体板(6)与气隙相邻；悬浮‑导向磁极(10)沿动子(2)运动方向N极、S极依次交替排列固定在撬车下侧。...

【技术特征摘要】
1.永磁磁悬浮直线电磁推进系统，其特征在于，包括驱动控制分系统和直线电机分系统；驱动控制分系统包括功率变换器单元和控制器；直线电机分系统包括定子(1)和动子(2)，定子(1)固定在地面、动子(2)固定在撬车上且相对于定子(1)运动；定子(1)包括悬浮-导向绕组和推进绕组；悬浮-导向绕组包括单边的悬浮-导向初级(7)，该悬浮-导向初级(7)包括多组线圈组和初级线圈基板(3)；每个线圈组包括两个悬浮-导向初级线圈，两个悬浮-导向初级线圈沿水平方向左右并列固定在初级线圈基板(3)上，两个悬浮-导向初级线圈的绕向相反，一个悬浮-导向初级线圈的首端连接另一个悬浮-导向初级线圈的末端，一个悬浮-导向初级线圈的末端连接另一个悬浮-导向初级线圈的首端；各线圈组沿动子(2)运动方向依次排列；推进绕组包括双边的推进初级(8)，每边的推进初级(8)包括多个推进初级线圈和一个初级线圈基板(3)、多个推进初级线圈沿动子(2)运动方向排列固定在初级线圈基板(3)上；推进初级线圈所在平面平行于动子(2)运动方向、垂直于地面；动子(2)包括两列推进磁极(9)和一列悬浮-导向磁极(10)，推进磁极(9)和悬浮-导向磁极(10)的结构相同；推进磁极(9)或悬浮-导向磁极(10)均包括多个条形永磁体构成的永磁体阵列(4)、屏蔽导体板(5)和阻尼导体板(6)、且永磁体阵列(4)中的各条形永磁体排列固定在屏蔽导体板(5)和阻尼导体板(6)之间；永磁体阵列(4)均是由4pn条或4pn+1条条形永磁体平行排布构成、且条形永磁体充磁方向依次相差90/n度；其中，p为次级极对数，n为大于等于1的自然数；推进磁极(9)的屏蔽导体板(5)和阻尼导体板(6)所在平面均与动子(2)运动方向平行、与地面垂直；推进磁极(9)中各条形永磁体的长度方向垂直于地面、充磁方向平行于地面；两列推进磁极(9)分别对应双边的推进初级(8)、与推进初级(8)之间均具有气隙、且两列推进磁极(9)的阻尼导体板(6)均与气隙相邻；推进磁极(9)为对称的左右两列、且沿动子(2)运动方向N极、S极依次交替排列固定在撬车左右两侧；悬浮-导向磁极(10)的屏蔽导体板(5)和阻尼导体板(6)所在平面与动子(2)运动方向平行、与地面平行；悬浮-导向磁极(10)中各条形永磁体的长度方向平行于地面、垂直于动子(2)运动方向，各条形永磁体的充磁方向所在平面垂直于地面、平行于动子(2)运动方向；悬浮-导向磁极(10)对应单边的悬浮-导向初级(7)、与悬浮-导向初级(7)之间具有气隙、该气隙所在平面与地面平行；悬浮-导向磁极(10)的阻尼导体板(6)与气隙相邻；悬浮-导向磁极(10)沿动子(2)运动方向N极、S极依次交替排列固定在撬车下侧。2.永磁磁悬浮直线电磁推进系统，其特征在于，包括驱动控制分系统和直线电机分系统；驱动控制分系统包括功率变换器单元和控制器；直线电机分系统包括定子(1)和动子(2)、定子(1)固定在地面、动子(2)固定在撬车上且相对于定子(1)运动；定子(1)包括悬浮-导向绕组和推进绕组；悬浮-导向绕组包括单边且双列的悬浮-导向初级(7)、每列悬浮-导向初级(7)均包括多组线圈组和初级线圈基板(3)；每个线圈组包括两个悬浮-导向初级线圈，两个悬浮-导向初级线圈沿水平方向左右并列固定在初级线圈基板(3)上、且两个悬浮-导向初级线圈的绕向相反、一个悬浮-导向初级线圈的首端连接另一个悬浮-导向初级线圈的末端，一个悬浮-导向初级线圈的末端连接另一个悬浮-导向初级线圈的首端；各线圈组沿动子(2)运动方向依次排列；两列的悬浮-导向初级(7)左右对称布置、且线圈组所在平面与地面平行；推进绕组包括双边的推进初级(8)，每边的推进初级(8)包括多个推进初级线圈和一个初级线圈基板(3)、多个推进初级线圈沿动子(2)运动方向排列固定在初级线圈基板(3)上；推进初级线圈所在平面平行于动子(2)运动方向、垂直于地面；双边的推进初级(8)分别安装固定于左右两侧地面侧壁上；动子(2)包括两列推进磁极(9)和两列悬浮-导向磁极(10)，推进磁极(9)和悬浮-导向磁极(10)的结构相同；推进磁极(9)或悬浮-导向磁极(10)均包括多个条形永磁体构成的永磁体阵列(4)、屏蔽导体板(5)和阻尼导体板(6)、且永磁体阵列(4)中的各条形永磁体排列固定在屏蔽导体板(5)和阻尼导体板(6)之间；永磁体阵列(4)均是由4pn条或4pn+1条条形永磁体平行排布构成、且条形永磁体充磁方向依次相差90/n度；其中，p为次级极对数，n为大于等于1的自然数；推进磁极(9)的屏蔽导体板(5)和阻尼导体板(6)所在平面均与动子(2)运动方向平行、且与地面垂直；推进磁极(9)中各条形永磁体的长度方向垂直于地面、充磁方向平行于地面；两列推进磁极(9)分别对应双边的推进初级(8)、与推进初级(8)之间均具有气隙、且两列推进磁极(9)的阻尼导体板(6)均与气隙相邻；推进磁极(9)为对称的左右两列、且沿动子(2)运动方向N极、S极依次交替排列固定在撬车左右两侧；悬浮-导向磁极(10)的屏蔽导体板(5)和阻尼导体板(6)所在平面与动子(2)运动方向平行、与地面平行；悬浮-导向磁极(10)中各条形永磁体的长度方向平行于地面、垂直于动子(2)运动方向，各条形永磁体的充磁方向所在平面垂直于地面、平行于动子(2)运动方向；两列悬浮-导向磁极(10)分别对应两列的悬浮-导向初级(7)、与悬浮-导向初级(7)之间均具有气隙、气隙所在平面与地面平行，且两列悬浮-导向磁极(10)的阻尼导体板(6)均与气隙相邻；悬浮-导向磁极(10)为对称的左右两列、且沿动子(2)运动方向N极、S极依次交替排列固定在撬车下侧。3.永磁磁悬浮直线电磁推进系统，其特征在于，包括驱动控制分系统和直线电机分系统；驱动控制分系统包括功率变换器单元和控制器；直线电机分系统包括定子(1)和动子(2)，定子(1)固定在地面、动子(2)固定在撬车上且相对于定子(1)运动；定子(1)包括悬浮-导向-推进绕组，悬浮-导向-推进绕组包括双边的悬浮-导向-推进初级、每边的悬浮-导向-推进初级包括多组线圈组和初级线圈基板(3)；每个线圈组包括两个悬浮-导向-推进初级线圈，两个悬浮-导向-推进初级线圈沿垂向上下并列固定在初级悬浮-导向-推进线圈基板(3)上、且两个悬浮-导向-推进初级线圈的绕向相反、一个悬浮-导向-推进初级线圈的首端连接另一个悬浮-导向-推进初级线圈的末端，一个悬浮-导向-推进初级线圈的末端连接另一个悬浮-导向-推进初级线圈的首端；各线圈组沿动子(2)运动方向依次排列；双边的悬浮-导向-推进初级左右两边对称设置、且对应线圈组的上悬浮-导向-推进初级线圈的首端连接在一起、对应线圈组的上悬浮-导向-推进初级线圈的尾端连接在一起；动子(2)包括两列悬浮-导向-推进磁极(11)；悬浮-导向-推进磁极(11)均包括多个条形永磁体构成的永磁体阵列(4)、屏蔽导体板(5)和阻尼导体板(6)、且永磁体阵列(4)中的各条形永磁体排列固定在屏蔽导体板(5)和阻尼导体板(6)之间；永磁体阵列(4)均是由4pn条或4pn+1条条形永磁体平行排布构成、且条形永磁体充磁方向依次相差90/n度；其中，p为次级极对数，n为大于等于1的自然数；两列悬浮-导向-推进磁极(11)的屏蔽导体板(5)和阻尼导体板(6)所在平面均与动子(2)运动方向平行、与地面垂直；该两列悬浮-导向-推进磁极(11)中各条形永磁体的长度方向垂直于地面、充磁方向平行于地面；该两列悬浮-导向-推进磁极(11)分别对应双边的悬浮-导向-推进初级、与悬浮-导向-推进初级之间均具有气隙、且该两列悬浮-导向-推进磁极(11)的阻尼导体板(6)与气隙相邻；该两列悬浮-导向-推进磁极(11)为对称的左右两列、且沿动子(2)运动方向N极、S极依次交替排列固定在撬车左右两侧。4.永磁磁悬浮直线电磁推进系统，其特征在于，包括驱动控制分系统和直线电机分系统；驱动控制分系统包括功率变换器单元和控制器；直线电机分系统包括定子(1)和动子(2)，定子(1)固定在地面、动子(2)固定在撬车上且相对于定子(1)运动；定子(1)包括悬浮-导向绕组和推进绕组；悬浮-导向绕组包括双边的悬浮-导向初级(7)、每边的悬浮-导向初级(7)包括多组线圈组和初级线圈基板(3)；每个线圈组包括两个悬浮-导向初级线圈，两个悬浮-导向初级线圈沿垂向上下并列固定在初级线圈基板(3)上、且两个悬浮-导向初级线圈的绕向相反、一个悬浮-导向初级线圈的首端连接另一个悬浮-导向初级线圈的末端，一个悬浮-导向初级线圈的末端连接另一个悬浮-导向初级线圈的首端；各线圈组沿动子(2)运动方向依次排列；双边的悬浮-导向初级(7)左右两边对称设置、且对应线圈组的上悬浮-导向初级线圈的首端连接在一起、对应线圈组的上悬浮-导向初级线圈的尾端连接在一起；推进绕组包括双边的推进初级(8)，每边的推进初级(8)包括多个推进初级线圈和一个初级线圈基板(3)、多个推进初级线圈沿动子(2)运动方向排列固定在初级线圈基板(3)上；双边的推进初级(8)分别安装固定于每边的悬浮-导向初级(7)的上侧悬浮-导向初级线圈与下侧悬浮-导向初级线圈之间；动子(2)包括两列悬浮-导向-推进磁极(11)；悬浮-导向-推进磁极(11)均包括多个条形永磁体构成的永磁体阵列(4)、屏蔽导体板(5)和阻尼导体板(6)、且永磁体阵列(4)中的各条形永磁体排列固定在屏蔽导体板(5)和阻尼导体板(6)之间；永磁体阵列(4)均是由4pn条或4pn+1条条形永磁体平行排布构成、且条形永磁体充磁方向依次相差90/n度；其中，p为次级极对数，n为大于等于1的自然数；两列悬浮-导向-推进磁极(11)的屏蔽导体板(5)和阻尼导体板(6)所在平面均与动子(2)运动方向平行、与地面垂直；该两列悬浮-导向-推进磁极(11)中各条形永磁体的长度方向垂直于地面、充磁方向平行于地面；该两列悬浮-导向-推进磁极(11)分别对应双边的悬浮-导向初级(7)和推进初级(8)、与悬浮-导向初级(7)和推进初级(8)之间均具有气隙、该两列悬浮-导向-推进磁极(11)的阻尼导体板(6)均与气隙相邻；该两列悬浮-导向-推进磁极(11)分为对称的左右两列、且沿动子(2)运动方向N极、S极依次交替排列固定在撬车左右两侧。5.永磁磁悬浮直线电磁推进系统，其特征在于，包括驱动控制分系统和直线电机分系统；驱动控制分系统包括功率变换器单...

【专利技术属性】
技术研发人员：寇宝泉，葛庆稳，黄昌闯，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23