模块化纵向磁场永磁电机，它涉及电机领域，它解决了铁心单元结构复杂的问题，并减小了绕组铜耗的缺点，以及达到原结构消除相间磁耦合的效果。相单元固定壳体的每个固定孔上均固定有一个相单元，每个相单元中铁心单元由两个齿和一个磁轭段组成；所述的磁轭段位于两齿之间，并沿运动方向连接成门字形，相单元绕组缠绕在铁心单元上；次级包括永磁体和导磁轭；永磁体固定在导磁轭上，永磁体每相邻两个充磁方向相反，或永磁体为Ｈａｌｂａｃｈ永磁体结构；铁心单元的两个齿齿距τｔ与永磁体极距τｐ满足关系τｔ）τｐ，位于不同相单元中且相邻的两个齿齿距τｌ与永磁体极距τｐ之间满足关系τｌ（τｐ，并且τｔ、τｌ、τｐ满足关系ｍｋ１（τｔ＋τｌ）＝（ｍｋ２±１）τｐ。它采用特殊相单元，可广泛应用于其他类型电机上。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电机领域。
技术介绍
传统的平板型直线永磁同步电机的结构如图9所示。电机为整数槽结构，即电机的每极每相槽数为整数。整数槽结构直线永磁同步电机存在的主要问题是一方面电机的 由齿槽效应引起的定位力较大；另一方面电机的性能体积比低，这主要是由于当电机的极 距τ ρ设计得大时，会使永磁体的导磁轭部增厚，从而会增加电机的体积和重量，而当电机 的极距τρ设计得小时，会使电枢铁心齿距、很小，这会降低电枢齿的强度，即电机的齿距 Tt和极距τρ的设计不容易兼顾。各相绕组线圈露在铁芯齿外的端部比较长，并且各相绕 组线圈相互交叉，这样不但浪费线圈、增加铜耗，还使各相绕组间的绝缘工艺变得复杂，增 加的制造成本。另外电机的永磁体位于次级上，当电机的行程较长时，制造电机所需要的铁 心、铜导线或永磁体会随着行程成正比地增加，电机成本会相应地增加。相与相之间存在磁 耦合，会因互感的存在影响电流的控制精度。传统的多相永磁同步电机的结构如图10所示。该电机的电枢绕组为分布绕组，组 成绕组所需要线圈的数量多，绕组的各相绕组端部相互交叉，绕组端部长，铜耗大；绕组绝 缘复杂，制造成本高。由于相与相之间都存在磁耦合，这一方面会因互感的存在影响电流的 控制精度；另一方面也会因每一相绕组通电产生的磁通所经过的磁路较长而使定子铁耗较 大，从而限制了电机效率的进一步提高。在先申请的中国专利申请号为200910217415. 3的《相间电磁解耦圆筒形永磁同 步直线电机》的专利技术专利、申请号为200910217413. 4的《相间电磁解耦平板形永磁同步 直线电机》的专利技术专利、申请号为200910217414. 9的《横向磁通永磁平面电机》的专利技术专 禾U、申请号为200910217412. X的《相间无耦合结构永磁同步电机》的专利技术专利和申请号为 201010184685. 1的《横向磁通变磁阻永磁电机》的专利技术专利中虽然解决横向磁通的问题，但 还存在着铁心单元结构复杂的问题。在简化其结构过程中，需达到原结构消除相间磁耦合 的效果，还能够提高电机绕组的槽满率，减小了绕组铜耗的是当前电机结构的一个难题。
技术实现思路
本专利技术为了解决铁心单元结构复杂的问题，并减小了绕组铜耗的缺点，以及达到 原结构消除相间磁耦合的效果，而提出了模块化纵向磁场永磁电机。模块化纵向磁场永磁电机为平板型直线电机时，它由初级和次级组成，初级和次 级之间具有气隙；其特征在于初级由相单元固定壳体和若干个相单元组成；相单元固定壳 体为平板型，相单元固定壳体的下表面沿运动方向等间隔开有方形固定孔，方形固定孔的 数量与相单元的数量相同，每个方形固定孔内均固定安装有一个相单元；每个相单元由铁 心单元和相单元绕组组成；所述的铁心单元由两个齿和一个磁轭段组成；所述的磁轭段位于两齿之间，并磁轭段和两齿沿运动方向连接成门字形，即所述的两个齿分别为第一齿和第二齿，第一齿、磁轭段和第二齿沿运动方向依次连接，第一齿的侧面上端与磁轭段的一端 端面连接，磁轭段的另一端端面与第二齿的侧面上端连接；相单元绕组缠绕在铁心单元上； 次级包括若干个平板形永磁体和平板形导磁轭；所述的若干个平板形永磁体沿运动方向均 勻分布固定在平板形导磁轭上，平板形永磁体的充磁方向为沿运动方向平行充磁，并且每 相邻两个平板形永磁体充磁方向相反，或平板形永磁体为Halbach永磁体结构；铁心单元 的两个齿的齿距τ 1与平板形永磁体的极距％满足关系τ) τ ρ，位于不同相单元中且相 邻的两个齿的齿距τ 1与平板形永磁体的极距τ ρ之间满足关系τ ，并且τ t、τ ρ τ ρ 满足关系Hik1 ( Tt+Tl)=(mk2±l) τρ，其中Hukpk2均为自然数，m为电机的相数，m彡3。模块化纵向磁场永磁电机为旋转电机时，它由定子和转子组成，定子和转子之间 具有气隙；其特征在于定子由相单元固定壳体和若干个相单元组成；相单元固定壳体为圆 筒型，相单元固定壳体的内表面沿圆周方向等间隔开有扇形固定孔，扇形固定孔的数量与 相单元的数量相同，每个扇形固定孔内均固定安装有一个相单元；每个相单元由铁心单元 和相单元绕组组成；所述的铁心单元由两个齿和一个磁轭段组成；所述的磁轭段位于两齿 之间，并磁轭段与两齿沿转子运动方向连接成门字形，即所述的两个齿分别为第一齿和第 二齿，第一齿、磁轭段和第二齿沿转子运动方向依次连接，第一齿的侧面上端与磁轭段的一 端端面连接，磁轭段的另一端端面与第二齿的侧面上端连接；相单元绕组缠绕在铁心单元 上；次级包括若干个瓦片形永磁体和圆柱形或圆筒形导磁轭；所述的若干个瓦片形永磁体 沿圆周方向均勻分布固定在圆柱形或圆筒形导磁轭上，瓦片形永磁体的充磁方向为径向充 磁或垂直于轴向方向平行充磁，并且圆周方向每相邻两个瓦片形永磁体充磁方向相反，或 瓦片形永磁体为Halbach永磁体结构；铁心单元的两个齿的齿距τ t与瓦片形永磁体的极 距％满足关系τ) τ p，位于不同相单元中且相邻的两个齿的齿距T1与瓦片形永磁体的 极距τρ之间满足关系τι<τρ，并且τ” τ” τ ρ满足关系Hik1 ( τ t+τ J = (mk2 士 1) τ ρ，其 中m、‘ k2均为自然数，m为电机的相数，m > 3。本专利技术采用特殊的相单元，构成模块化纵向磁场永磁电机，提高了电机绕组的槽 满率，减小了绕组铜耗；消除了相间磁耦合，提高了电流控制精度及系统可靠性；相单元中 的铁心单元的结构简单、体积小，且易实现模块化，在实际操作过程中能够根据实际参数要 求改变铁心单元的个数，而且形成门字形的结构更为简化，制造工艺更为简单，能够降低电 机的制造成本。附图说明图1是本专利技术的电机为线圈31缠绕在铁心单元2的磁轭段21时平板型直线电机 的主视剖面图；图2是图1的侧视剖面图；图3是本专利技术的电机为两个线圈31分别缠绕在 铁心单元2的两个齿时平板型直线电机的主视剖面图；图4是图2的侧视剖面图；图5和 图6是铁心单元2的结构示意图，其中图5是平板型直线电机铁心单元2的结构示意图，图 6是旋转电机铁心单元2的结构示意图；图7是本专利技术的电机为线圈31缠绕在铁心单元2 的磁轭段21时旋转电机的主视剖面图；图8是本专利技术的电机为两个线圈31分别缠绕在铁 心单元2的两个齿时旋转电机的主视剖面图，图9是传统的平板型直线永磁同步电机的结 构示意图，图10是传统的多相永磁同步电机的结构示意图。具体实施例方式具体实施方式一结合图1至图5说明本实施方式，本实施方式的电机为平板型 直线电机由初级和次级组成，初级和次级之间具有气隙；初级由相单元固定壳体4和若干 个相单元1组成；相单元固定壳体4为平板型，相单元固定壳体4的下表面沿运动方向等 间隔开有方形固定孔41，方形固定孔41的数量与相单元1的数量相同，每个方形固定孔41 内均固定安装有一个相单元1 ；每个相单元1由铁心单元2和相单元绕组3组成；所述的铁 心单元2由两个齿和一个磁轭段21组成；所述的磁轭段21位于两齿之间，并磁轭段21和 两齿沿运动方向连接成门字形，即所述的两个齿分别为第一齿22和第二齿23，第一齿22、 磁轭段21和第二齿23沿运动方向依次连接，第一齿22的侧面上端与磁轭段21的一端端 面连接，磁轭段21的另一端端面与第二齿23本文档来自技高网...
【技术保护点】
模块化纵向磁场永磁电机，它由初级和次级组成，初级和次级之间具有气隙；其特征在于初级由相单元固定壳体（４）和若干个相单元（１）组成；相单元固定壳体（４）为平板型，相单元固定壳体（４）的下表面沿运动方向等间隔开有方形固定孔（４１），方形固定孔（４１）的数量与相单元（１）的数量相同，每个方形固定孔（４１）内均固定安装有一个相单元（１）；每个相单元（１）由铁心单元（２）和相单元绕组（３）组成；所述的铁心单元（２）由两个齿和一个磁轭段（２１）组成；所述的磁轭段（２１）位于两齿之间，并磁轭段（２１）和两齿沿运动方向连接成门字形，即所述的两个齿分别为第一齿（２２）和第二齿（２３），第一齿（２２）、磁轭段（２１）和第二齿（２３）沿运动方向依次连接，第一齿（２２）的侧面上端与磁轭段（２１）的一端端面连接，磁轭段（２１）的另一端端面与第二齿（２３）的侧面上端连接；相单元绕组（３）缠绕在铁心单元（２）上；次级包括若干个平板形永磁体（５１）和平板形导磁轭（６１）；所述的若干个平板形永磁体（５１）沿运动方向均匀分布固定在平板形导磁轭（６１）上，平板形永磁体（５１）的充磁方向为沿运动方向平行充磁，并且每相邻两个平板形永磁体（５１）充磁方向相反，或平板形永磁体（５１）为Ｈａｌｂａｃｈ永磁体结构；铁心单元（２）的两个齿的齿距τ↓［ｔ］与平板形永磁体（５１）的极距τ↓［ｐ］满足关系τ↓［ｔ］＞τ↓［ｐ］，位于不同相单元中且相邻的两个齿的齿距τ↓［ｌ］与平板形永磁体（５１）的极距τ↓［ｐ］之间满足关系τ↓［ｌ］＜τ↓［ｐ］，并且τ↓［ｔ］、τ↓［ｌ］、τ↓［ｐ］满足关系ｍｋ↓［１］（τ↓［ｔ］＋τ↓［ｌ］）＝（ｍｋ↓［２］±１）τ↓［ｐ］，其中ｍ、ｋ↓［１］、ｋ↓［２］均为自然数，ｍ为电机的相数，ｍ≥３。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：寇宝泉，张赫，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：93[中国|哈尔滨]
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