[发明专利]整数槽双层环形绕组直线电机

说明书

技术领域

本发明涉及一种整数槽双层环形绕组直线电机，属于电机技术领域。

背景技术

传统的双边平板形三相直线永磁同步电机的电枢铁心齿距τ_t与永磁体的极距τ_p之间满足关系3τ_t=τ_p，每个槽中嵌放一个线圈边，线圈节距与极距相等，这种绕组结构称为整数槽单层绕组。该电机的绕组如图10所示，A相绕组的线圈在第一个槽和第四个槽内缠绕，同时跨过了第二个槽和第三个槽，C相绕组的线圈是在第二个槽和第五个槽内缠绕，同时跨过了第三个槽和第四个槽，以此类推。这种类型绕组存在的主要问题在于：各相绕组线圈露在铁心齿外的端部比较长，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，增加制造成本。同时，由于绕组为单层整距绕组，绕组的磁动势与电动势谐波成分大，电机的推力波动大、效率低，而且由于绕组的端部长，次级的横向支撑跨度大，增大了支撑难度。

发明内容

本发明是为了解决现有双边平板形三相直线永磁同步电机由于各相绕组线圈露在铁心齿外的端部比较长，使各相绕组间的绝缘工艺复杂，并增加制造成本的问题，提供一种整数槽双层环形绕组直线电机。

本发明的第一种技术方案：

一种整数槽双层环形绕组直线电机，它包括初级和次级，初级包括初级铁心和初级绕组，次级为门字形，次级跨在初级铁心上，次级的内侧表面与初级铁心的上表面和两侧表面隔气隙相对；

初级铁心的横截面为矩形，初级铁心两侧的气隙侧为齿槽结构，初级铁心的每侧气隙侧表面开有2km个线圈槽，初级铁心两侧的线圈槽互相对应，m为电机的相数，m为大于或等于3的整数，k为正整数，q为电机每极每相槽数，q为大于或等于2的整数，

初级绕组由多个匝数为2N的线圈和多个匝数为N的线圈组成，N为正整数，

初级铁心两侧的相对应的第1、q+1、2q+1、……、2km-1个线圈槽中分别设置有两个匝数为N的线圈，其余所有线圈槽中分别设置有匝数为2N的线圈，

在所述电机的每一个极下，第1个线圈槽中下层的匝数为N的线圈、第2个线圈槽中的匝数为2N的线圈、第3个线圈槽中的匝数为2N的线圈、……、第q个线圈槽中的匝数为2N的线圈、第q+1个线圈槽中上层的匝数为N的线圈串联起来构成同一相的一个极相组，

或者第1个线圈槽中上层的匝数为N的线圈、第2个线圈槽中的匝数为2N的线圈、第3个线圈槽中的匝数为2N的线圈、……、第q个线圈槽中的匝数为2N的线圈、第q+1个线圈槽中下层的匝数为N的线圈串联起来构成同一相的一个极相组，

将所述电机的所有极下的同一相的极相组串联或并联起来得到一相绕组；根据电机各相绕组之间相差360°/m电角度的原则，得到其余m-1相绕组的连接关系。

本发明的第二种技术方案：

一种整数槽双层环形绕组直线电机，它包括初级和次级，初级包括初级铁心和初级绕组，次级为门字形，次级跨在初级铁心上，次级的内侧表面与初级铁心的上表面和两侧表面隔气隙相对；

初级铁心的横截面为矩形，初级铁心两侧的气隙侧表面上对应设置有线圈骨架，线圈骨架由具有绝缘性能的非金属材料制成，线圈骨架由底板和2km+1个隔板组成，底板固定安装在初级铁心两侧的气隙侧表面上，隔板为长条形，2km+1个隔板沿初级和次级的相对运动方向等间隔排布在底板上，形成2km个线圈槽，初级铁心两侧的线圈槽互相对应，m为电机的相数，m为大于或等于3的整数，k为正整数，q为电机每极每相槽数，q为大于或等于2的整数，

初级绕组由多个匝数为2N的线圈和多个匝数为N的线圈组成，N为正整数，

初级铁心两侧的相对应的第1、q+1、2q+1、……、2km-1个线圈槽中分别设置有两个匝数为N的线圈，其余所有线圈槽中分别设置有匝数为2N的线圈，

在所述电机的每一个极下，第1个线圈槽中下层的匝数为N的线圈、第2个线圈槽中的匝数为2N的线圈、第3个线圈槽中的匝数为2N的线圈、……、第q个线圈槽中的匝数为2N的线圈、第q+1个线圈槽中上层的匝数为N的线圈串联起来构成同一相的一个极相组，

或者第1个线圈槽中上层的匝数为N的线圈、第2个线圈槽中的匝数为2N的线圈、第3个线圈槽中的匝数为2N的线圈、……、第q个线圈槽中的匝数为2N的线圈、第q+1个线圈槽中下层的匝数为N的线圈串联起来构成同一相的一个极相组，