一种直线电机结构及磁悬浮列车制造技术

本发明专利技术公开了一种直线电机结构及磁悬浮列车，该直线电机结构包括：动子(1)和空心定子(3)，以及设置在所述空心定子(3)的轭部的定子绕组(2)；其中，在所述空心定子(3)的齿部，设有齿部导磁材料(4)；和/或，在所述空心定子(3)的轭部，设有轭部导磁材料(5)。本发明专利技术的方案，可以解决现有技术中有铁芯的永磁驱动电机用于磁悬浮列车时法向吸力太大、而无铁芯的永磁驱动电机法向吸力太小均存在能耗高的问题，达到节约能耗的效果。

【技术实现步骤摘要】
一种直线电机结构及磁悬浮列车
本专利技术属于磁悬浮
，具体涉及一种直线电机结构及磁悬浮列车，尤其涉及一种可调法向力的直线电机、以及具有该可调法向力的直线电机的磁悬浮列车。
技术介绍
随着磁悬浮列车在高速轨道交通事业中的飞速发展，对其驱动电机的要求也越来越高，世界各国的电机方案主要集中在永磁同步和交流异步直线电机两种方案上，考虑到能耗、最高速度等的限制，永磁直线电机越来越受到行业的青睐。现有的用于磁悬浮列车的永磁驱动电机大多为有铁芯的结构，这会导致电机的法向吸力较大且不易调节，无法变成可以利用的正向力，而且给列车在高速和超高速的安全运行带来隐患；如果采用无铁芯结构，定子和动子之间的吸力非常小，当列车较重时，会给悬浮机构带来很大压力，从而导致磁阻力过大；同时无铁芯结构会导致电机电流较大，还存在效率低下、能耗高等问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，针对上述缺陷，提供一种直线电机结构及磁悬浮列车，以解决现有技术中用于磁悬浮列车的电机，有铁芯时电机的法向吸力无法变成可以利用的正向力，无铁芯时定子和动子之间的吸力非常小，均存在磁阻力过大而增加能耗的问题，达到减小磁阻力从而节约能耗的效果。本专利技术提供一种直线电机结构，包括：动子和空心定子，以及设置在所述空心定子的轭部的定子绕组；其中，在所述空心定子的齿部，设有齿部导磁材料；和/或，在所述空心定子的轭部，设有轭部导磁材料。可选地，在所述空心定子的齿部，开设有第一凹槽，所述齿部导磁材料容置于所述第一凹槽；和/或，在所述空心定子的轭部，开设有第二凹槽，所述轭部导磁材料容置于所述第二凹槽。可选地，所述齿部导磁材料，采用过盈配合的方式固定安装于所述第一凹槽；和/或，所述轭部导磁材料，采用过盈配合的方式固定安装于所述第二凹槽。可选地，其中，所述第一凹槽、所述第二凹槽中的至少一种凹槽，为矩形凹槽；和/或，所述第一凹槽、所述第二凹槽中的至少一种凹槽，包括：贯穿槽，和/或在垂直于纸面的方向向两端分别开设的两部分槽。可选地，所述第一凹槽，靠近所述动子，设置于所述空心定子的齿部；和/或，所述第一凹槽与所述动子之间的距离，在设定距离范围内。可选地，所述第二凹槽的宽度，小于或等于所述空心定子的定子槽的宽度。可选地，其中，所述齿部导磁材料、所述轭部导磁材料中的至少一种导磁材料，包括：由设定厚度的无取向硅钢片，按设定叠压系数，以设定叠压方向叠压而成的导磁件；和/或，所述动子的永磁体，采用Halbach永磁体阵列结构。可选地，其中，所述无取向硅钢片的设定厚度，小于或等于0.35mm；和/或，所述设定叠压系数，大于或等于0.975；所述叠压方向，包括：垂直于纸面的方向；和/或，所述导磁件，包括：立方体状的导磁件。与上述结构相匹配，本专利技术再一方面提供一种磁悬浮列车，包括：以上所述的直线电机结构。本专利技术的方案，通过优化直线电机的定子及动子的结构形式，能够更充分利用定子和动子间的电磁铁效应，在不降低直线电机推力前提下，使得直线电机定子与动子之间产生系统所需的法向吸力，提升磁悬浮列车运行的安全性。进一步，本专利技术的方案，通过调整传统无铁芯直线电机的定子上非导磁材料结构，从而调整直线电机的法向吸力，对于磁悬浮列车来说，增加的法向吸力可以对于车辆的悬浮提供正向力，从而减小了悬浮系统的压力需求，减轻悬浮结构，提高了系统使用效率，增强了车辆的安全性和可靠性。由此，本专利技术的方案，通过调整无铁芯直线电机的定子上非导磁材料结构，实现调整直线电机的法向吸力，解决现有技术中用于磁悬浮列车的电机，有铁芯时电机的法向吸力无法变成可以利用的正向力，无铁芯时定子和动子之间的吸力非常小，均存在安全性差及能耗高的问题，从而，克服现有技术中安全性差、效率低和能耗高的缺陷，实现安全性好、效率高和能耗低的有益效果。本专利技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。下面通过附图和实施例，对本专利技术的技术方案做进一步的详细描述。附图说明图1为本专利技术的直线电机结构的一实施例的结构示意图，具体为优化后直线电机结构图；图2为传统无铁芯直线电机的结构示意图。结合附图，本专利技术实施例中附图标记如下：1-动子(永磁体)；2-定子绕组；3-空心定子；4-齿部导磁材料；5-轭部导磁材料。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术具体实施例及相应的附图对本专利技术技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。根据本专利技术的实施例，提供了一种直线电机结构。参见图1所示本专利技术的直线电机结构的一实施例的结构示意图。该直线电机结构可以包括：动子1和空心定子3，以及设置在所述空心定子3的轭部的定子绕组2。其中，在所述空心定子3的齿部，设有齿部导磁材料4；和/或，在所述空心定子3的轭部，设有轭部导磁材料5。例如：可以通过调整传统无铁芯直线电机的定子上非导磁材料结构，从而调整直线电机的法向吸力。例如：在传统无铁芯直线电机定子的非导磁材料固定件上，在其齿部和/或轭部设计有部分导磁材料，通过调整导磁材料的体积及质量，从而调整法向吸力，使得法向吸力变成可以利用的悬浮正向力，加以利用，减轻悬浮系统的压力，且同时可以增大推力，从而增大电机使用效率，节约能耗。例如：导磁材料可以只增加齿部或只增加轭部，或齿部轭部同时增加，同样可以通过调整导磁材料用量而调节法向吸力。也就说，增加导磁材料，法向吸力增加；减少导磁材料，法向吸力减小。例如：通过调整导磁材料的尺寸以及其在无铁芯定子中的位置，可实现灵活调整法向吸力和切向推力的目的。由此，通过在空心定子的齿部和/或轭部设置导磁材料，可以优化直线电机的定子及动子的结构形式，能够更充分利用定子和动子间的电磁铁效应，在不降低直线电机推力前提下，使得直线电机定子与动子之间产生系统所需的法向吸力，在不增加电流、不增加能耗的前提下，推力相应有所增加，从而增加了电机使用效率，节约能耗；对于磁悬浮列车来说，增加的法向吸力可以对于车辆的悬浮提供正向力，从而减小了悬浮系统的压力需求，减轻悬浮结构，降低悬浮磁阻力；而且降低了直线电机绕组中的电流需求，从而减少了电机和控制器的采购成本；减小了直线电机绕组的发热，优化了整个系统，提高了系统使用效率，降低了能耗，增强了车辆的安全性和可靠性。在一个可选例子中，在所述空心定子3的齿部，开设有第一凹槽，所述齿部导磁材料4容置于所述第一凹槽；和/或，在所述空心定子3的轭部，开设有第二凹槽，所述轭部导磁材料5容置于所述第二凹槽。例如：对图1中的非导磁定子(如空心定子3)的齿部和轭部分别开槽，开槽后，在槽内放置具有导磁功能的硅钢片的叠片(如齿部导磁材料4、轭部导磁材料5等)。由此，通过在空心定子的齿部、轭部等处开设凹槽，进而使增设的导磁材料容置于该凹槽，一方面便于安放导磁材料，另一方便不会增加定子的体积，保证了定子的可靠运行。可选地，所述齿部导磁材料4，采用过盈配合的方式固定安装于所述第一凹槽；和/或，所述轭部导磁材料5，采用过盈配合的方式固定安装于所述第二凹槽。例如：在实际安装使用过程中，应将本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种直线电机结构，其特征在于，包括：动子(1)和空心定子(3)，以及设置在所述空心定子(3)的轭部的定子绕组(2)；其中，在所述空心定子(3)的齿部，设有齿部导磁材料(4)；和/或，在所述空心定子(3)的轭部，设有轭部导磁材料(5)。

【技术特征摘要】
1.一种直线电机结构，其特征在于，包括：动子(1)和空心定子(3)，以及设置在所述空心定子(3)的轭部的定子绕组(2)；其中，在所述空心定子(3)的齿部，设有齿部导磁材料(4)；和/或，在所述空心定子(3)的轭部，设有轭部导磁材料(5)。2.根据权利要求1所述的结构，其特征在于，在所述空心定子(3)的齿部，开设有第一凹槽，所述齿部导磁材料(4)容置于所述第一凹槽；和/或，在所述空心定子(3)的轭部，开设有第二凹槽，所述轭部导磁材料(5)容置于所述第二凹槽。3.根据权利要求2所述的结构，其特征在于，所述齿部导磁材料(4)，采用过盈配合的方式固定安装于所述第一凹槽；和/或，所述轭部导磁材料(5)，采用过盈配合的方式固定安装于所述第二凹槽。4.根据权利要求2或3所述的结构，其特征在于，其中，所述第一凹槽、所述第二凹槽中的至少一种凹槽，为矩形凹槽；和/或，所述第一凹槽、所述第二凹槽中的至少一种凹槽，包括：贯穿槽，和/或在垂直于纸面的方向向两端分别开设的两部分槽。5....

【专利技术属性】
技术研发人员：刘子忠，刘甲朋，
申请(专利权)人：北京九州动脉隧道技术有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11