[发明专利]相间电磁解耦平板形永磁同步直线电机

说明书

技术领域

本发明涉及电机领域，具体涉及一种平板形永磁直线同步电机。

背景技术

现有的平板形永磁直线同步电机的结构如图24所示。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。

发明内容

本发明为了解决相与相之间存在磁耦合影响电流的控制精度的问题；以及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的缺点，而提出了一种相间电磁解耦平板形永磁同步直线电机。

本发明的相间电磁解耦平板形永磁同步直线电机由机壳、初级和次级组成；次级由永磁体阵列和轭板组成；初级由若干个相单元组成；每个相单元由若干个相单元铁心和相单元绕组组成；每个相单元铁心是由2k个铁心单元组成带有齿孔的相单元铁心，所述齿孔由2k个铁心单元的齿槽叠加形成，每个铁心单元由两个齿和磁轭段组成；所述的两个齿沿横截面的水平方向排列，所述的两个齿之间连接有磁轭段；2k个铁心单元沿运动方向依次等间隔排列在机壳内；线圈通过相单元铁心的齿孔绕成一相相单元绕组；当电机为m相电机时，则有im个相单元，相邻两个相单元铁心之间的中心距为L＝[(j-1)+1/m)]τ_p，其中j、k、m、i均为自然数。

本发明采用特殊的相间电磁解耦型电枢结构，构成一种相间电磁解耦平板形永磁同步直线电机，消除了相间互感，提高了电机的电流及电磁力控制精度；线圈数量少，加工工艺简单、成本低，且铜耗小、效率高；电机设计简单，推力增加容易。由于消除了相间的磁耦合，缩短了绕组励磁磁通的磁路，且电枢铁心可以采用硅钢片叠成，磁通方向与硅钢片叠片方向垂直，因此本发明可以减小电机的涡流损耗，提高电机的效率，电流控制精度高，系统的可靠性高，结构简单，易实现模块化。本发明的直线电机既可以作为电动机使用，也可以作为发电机使用，具有广阔的应用前景。

附图说明

图1是本发明的相间电磁解耦平板形永磁同步直线电机的主视图；图2是图1的径向剖视图；图3至图9是铁心单元5的结构示意图；图10是具体实施方式六所述的永磁体阵列平面展开图；图11是具体实施方式七所述的永磁体阵列的平面展开图；图12是具体实施方式八所述的永磁体阵列的平面展开图；图13是具体实施方式九所述的永磁体阵列的平面展开图；图14是具体实施方式十所述的永磁体阵列的平面展开图；图15是具体实施方式十一所述的永磁体阵列的平面展开图；图16是具体实施方式十二所述的永磁体阵列的平面展开图；图17和图18是本发明的相间电磁解耦圆筒形永磁同步直线电机为三相双边电机的主视图；图19是图17或图18的径向剖视图；图20至图22是本发明的相间电磁解耦圆筒形永磁同步直线电机为单相并联结构电机的铁心单元5的结构示意图；图23是本发明的相间电磁解耦圆筒形永磁同步直线电机为单相并联结构电机的永磁体阵列的平面展开图；图24是现有的电机的结构示意图。

具体实施方式

具体实施方式一、结合图1和图2，以及图17和图18说明本实施方式，本实施方式由机壳1、初级和次级6组成；次级6由永磁体阵列和轭板61组成；初级由若干个相单元2组成；每个相单元2由若干个相单元铁心3和相单元绕组4组成；每个相单元铁心3是由2k个铁心单元5组成带有齿孔71的相单元铁心，所述齿孔71由2k个铁心单元5的齿槽72叠加形成，每个铁心单元5由两个齿和磁轭段组成；所述的两个齿沿横截面的水平方向排列，所述的两个齿之间连接有磁轭段；2k个铁心单元5沿运动方向依次等间隔排列在机壳1内；线圈41通过相单元铁心3的齿孔71绕成一相相单元绕组4；当电机为m相电机时，则有im个相单元2，相邻两个相单元铁心5之间的中心距L为L＝[(j-1)+1/m)]τ_p，其中j、k、m、i均为自然数。当电机为单相电机时，沿轴向相邻两个铁心单元之间的中心距τ_t与沿轴向永磁体的极距τ_p之间满足关系τ_t＝τ_p；当电机为三相电机时，沿轴向相邻两个铁心单元之间的中心距τ_t与沿轴向永磁体的极距τ_p之间满足关系3nτ_t＝(3n±1)τ_p。其中线圈41为跑道形线圈。