[发明专利]模块化初级永磁直线电机及由其构成的电机模组

说明书

技术领域

本发明涉及一种模块化初级永磁直线电机及由其构成的电机模组，属于电机制造技术领域。

背景技术

随着工业的发展，直线电机得到广泛的应用。与传统的旋转电机驱动方式相比，采用直线电机驱动省去了把旋转运动转换为直线运动的机械齿轮，可以降低成本，较小噪声，降低系统体积，减低维护成本。特别在轨道交通应用中，采用旋转电机驱动时，其驱动力是通过车轮和铁轨之间的黏着力产生，速度过高及减速时会出现轮轨滑动等问题。因此，采用直线电机代替旋转电机这一技术手段，可以克服旋转电机在此应用场合中的上述缺点，提高整个系统的效率。

我国是稀土永磁大国，随着电力电子和磁性材料的发展，永磁无刷电机得到迅速的发展。此类电机具有高效率、高功率密度等优点。其相应的直线结构也被广泛研究。传统的永磁直线同步电机兼有永磁电机和直线电机的双重优点。与直线感应电机相比，永磁直线同步电机的推力密度高、体积小、重量轻，且具有发电制动功能。然而，由于传统的永磁电机的永磁体和电枢绕组分别安装在初级和次级，而永磁体和电枢的成本都较高，在如轨道交通等长次级应用场合中无疑导致系统的制造成本和维护成本大幅增加。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可降低制造成本和维护成本的模块化初级永磁直线电机及由其构成的电机模组。

为了实现上述目的，本发明通过如下的技术方案来实现：

本发明的模块化初级永磁直线电机包括初级、次级和集中绕组，初级和次级均为凸极结构，且两者之间具有气隙，初级包括m或2m个初级模块，m为电机的相数；相邻两个初级模块之间填充导磁或非导磁材料；每个初级模块包括两个U型导磁材料和设置在U型导磁材料之间的永磁体；集中绕组设置在初级模块的槽中且套住永磁体；每个U型导磁材料两齿的中轴线之间的距离为τ_u，永磁体两边两U型导磁材料齿的中轴线之间的距离为τ_u1，两个U型导磁材料的中轴线之间的距离为初级极距τ_m，U型导磁材料的齿尖宽度为w_mt，相邻两个次级齿的中轴线距离为τ_s，次级的齿尖宽度为w_st，其中τ_m，τ_s，τ_u1，τ_u，w_mt，w_st满足如下关系：