基于气隙磁通密度波形正弦化设计的混合式磁极直线电机制造技术

本发明专利技术公开了一种基于气隙磁通密度波形正弦化设计的混合式磁极直线电机，是应用于正弦波电流驱动的直线同步电机中，次级的每个磁极由三块或五块不同材料或牌号的永磁体混合组成，在每个混合式磁极中，三块或五块永磁体关于磁极的中心线对称分布，所有永磁体块的充磁方向相同，厚度相同，根据各块永磁体的剩磁比来确定其在混合式磁极中的位置和宽度，以形成正弦性更好的气隙磁通密度波形。本发明专利技术能保证电机在气隙磁通密度基波幅值基本不变条件下，得到正弦性更好的气隙磁通密度波形，减小电机的气隙磁场的谐波成分，实现低的推力波动，同时提高永磁材料利用率，降低电机制造成本和加工难度。本和加工难度。本和加工难度。

【技术实现步骤摘要】
基于气隙磁通密度波形正弦化设计的混合式磁极直线电机


[0001]本专利技术涉及电机领域，具体涉及一种基于气隙磁通密度波形正弦化设计的混合式磁极直线电机。

技术介绍

[0002]正弦波电流驱动的永磁直线电机具有推力密度高、动态响应快、定位精度高等优点，在数控机床、无绳电梯及自动化生产线等场合具有广阔的应用前景。为追求更平稳的推力特性和更高的定位精度，正弦波电流驱动的永磁直线电机在设计时，一般采用弧形磁极或Halbach永磁阵列的方式来获得具有良好正弦性的气隙磁通密度波形，以减小电势谐波成分，进而降低电机的推力波动。但弧形磁极设计常会造成电机气隙磁通密度基波幅值的下降，从而引起电机推力密度的下降。对于Halbach永磁阵列来说，若所形成的气隙磁密正弦性越好，则每个磁极的分块数越多，所需的充磁方向也较多，工艺难度和加工成本较高。因此，寻求一种优化设计方法，既能提升直线电机的气隙磁通密度波形的正弦性，又能够兼顾电机的加工和制造成本，是正弦波电流驱动永磁直线电机设计领域的研究热点。

技术实现思路

[0003]本专利技术针对正弦波电流驱动永本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于气隙磁通密度波形正弦化设计的混合式磁极直线电机，其特征在于：所述混合式磁极直线电机为正弦波电流驱动电机，其中，电机次级的每个混合式磁极由三块或五块永磁体混合组成；每个混合式磁极的总宽度为L
m
，所有永磁体的充磁方向相同；若混合式磁极由三块永磁体A1、B、A2组成，则永磁体B位于混合式磁极的中间位置，永磁体A1和永磁体A2对称分布在两侧，从而形成三块永磁体关于磁极的中心线对称分布结构；其中，永磁体A1和永磁体A2的材料属性和牌号相同，而永磁体B是不同材料或牌号的永磁材料，且永磁体B所选材料或牌号的剩磁Br
B
大于永磁体A1所选材料或牌号的剩磁Br
A1
；令永磁体A1、永磁体B和永磁体A2的厚度均为h，且永磁体A1的宽度L
A1
和永磁体B的宽度L
B
满足L
m
＝2L
A1
+L
B
；若混合式磁极由五块永磁体A1、B1、C、B2、A2组成，则永磁体C位于混合式磁极的中间位置，而永磁体A1和永磁体A2、永磁体B1和永磁体B2对称分布在两侧，从而形成五块永磁体关于磁极的中心线对称分布结构；其中，永磁体A1和永磁体A2为同一永磁材料及牌号，永磁体B1和永磁体B2为同一永磁材料及牌号，永磁体A1、永磁体B1和永磁体C的材料或牌号不同，且永磁体C的剩磁Br
C
大于永磁体B1的剩磁Br
B1
，永磁体B1的剩磁Br
B1
大于永磁体A1的剩磁Br
A1
；令永磁体A1、永磁体B1、永磁体C、永磁体B2和永磁体A2的厚度均为h，且永磁体A1的宽度L
A1
、永磁体B1的宽度L
B1
和永磁体C的宽度L
C
满足L
m
＝2L
A1
+2L
B1
+L
C
。2.根据权利要求1所述的基于气隙磁通密度波形正弦化设计的混合式磁极直线电机，其特征在于：由三块永磁体A1、永磁体B和永磁体A2组合成的混合式磁极表贴于电机的次级轭板上，且2L
A1
/L
B
＝Br
B
/Br
A1
。3.根据权利要求1所述的基于气隙磁通密度波形正弦化设计的混合式磁极直线电机，其特征在于：由三块永磁体A1、永磁体B和永磁体A2组合成的混合式磁极内嵌置于电机次级的轭板内，且2L
A1
/L
B
≤Br
B
/Br
A1
。4.根据权利要求1所述的基于气隙磁通密度波形正弦化设计的混合式磁极直线电机，其特征在于：由五块永磁体A1、永磁体B1、永磁体C、永磁体B2和永磁体A2组合成的混合式...

【专利技术属性】
技术研发人员：马明娜，张亚坤，王志强，王磊，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：