[实用新型]一种凸极开槽永磁阵列及直线电机

说明书

技术领域

本实用新型属于直线电机驱动领域，具体涉及一种凸极开槽永磁阵列及直线电机。

背景技术

永磁直线电机已经广泛应用于各行各业。如直线电机磁悬浮列车、直驱电梯、直线电机自动化流水线等很多应用领域和场合。永磁直线电动机有多种类型。按结构可分为平面型、圆筒型（管型）、弧型四种。按动子永磁体的布置方式可分为隐极型、凸极型、混合型等，按初级的布置方式还可分为双边型和单边型以及复合型三种。现有的隐极型永磁直线电机结构中，次级轭部由导磁的铁轭材料构成，永磁体的磁化方向与气隙磁通轴线一致，极间漏滋小，工艺简单，但永磁体本身不仅要承受推力，还要承受比推力大4~9倍的法向力，而且，永磁体可等效为通电的空芯线圈，故永磁体对于励磁磁路来说，可看做空气隙，会产生很大的磁阻和磁压降，使得励磁磁势有相当大一部分消耗到永磁体等效空气隙中了，导致电机功率密度、出力和效率降低。对于现有的凸极型结构，次级轭部由非磁性材料构成，永磁体磁化方向与气隙磁通轴线垂直，电机产生的推力和很大的法向力主要由凸铁极承受，故永磁体本身基本不受力，机械强度比隐极机要好，但次级轭部漏磁明显增大，永磁体利用率低。导致上述隐极型和凸极型永磁直线电机的功率密度、推力/自重比较低，造成电机体积大，制造和使用成本高。已成为制约直线电机工程应用的瓶颈问题。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是现有直线电机输出功率低、推力/自重比小、力能指标低、体积过大、成本过高的工程应用瓶颈问题，为解决上述问题，采用一种凸极开槽永磁阵列及直线电机。

为达到上述目的，采用以下技术方案：

一种凸极开槽永磁阵列，包括交替贴装的导磁凸铁极和纵向磁体，相邻纵向磁体的充磁方向相对或背离，在导磁凸铁极靠近气隙的表面上开有槽，槽内设置有法向磁体，法向磁体的表面极性与凸铁极表面极性一致。

法向磁体的形状为矩形、等腰梯形、三角形、“凸”字形或半圆形，槽形与法向磁体配合设置。

导磁凸铁极或纵向磁体的截面形状为矩形、等腰梯形、三角形、“凸”字形“中”字形、“工”字形或半圆形。

应用一种凸极开槽永磁阵列的单边直线电机，包括单边初级和单边次级，单边初级和单边次级之间具有气隙，其特征在于：单边次级为凸极开槽永磁阵列。

在凸极开槽永磁阵列远离单边初级的一侧连接有非磁性轭部。

应用一种凸极开槽永磁阵列的双边直线电机，双边初级和设置在双边初级之间的双边次级，其特征在于：所述的双边次级包括两个背靠背设置的凸极开槽永磁阵列。

两个凸极开槽永磁阵列中间连接一个共用的非磁性轭部。

两个凸极开槽永磁阵列对应凸铁极之间采用导磁连接桥连接，各连接桥互不相交，任意相邻两个连接桥之间设置有至少一列磁体。

在凸铁极表面设置一层连接薄片，将各凸铁极连成一个整体；连接薄片为导磁薄片、导电薄片或导磁导电复合薄片，或为带若干槽的导磁齿槽薄片，槽内嵌导电体，各导电体横向端部通过导电短路环连成一体。

所述的双边次级每边的凸铁极和/或导磁连接桥的横向端部通过相应的连接板彼此连接成一体构成统一的双边次级。

所述的磁体、法向磁体和纵向磁体为永磁体、超导磁体或者电励磁体。

本实用新型由于在双边次级设置了内嵌法向磁体的导磁铁和纵向磁体，使漏磁大幅降低甚至完全消除，相同体积和制造成本下，可大幅增加电机功率和出力。从而提供了一种体积和成本可大幅减小、输出功率可大幅增加、结构简单、性价比极高，特别适用于大气隙、长行程、大功率和大推力应用场合的凸极开槽大推力永磁直线电机。

附图说明

图1为单边直线电机结构示意图一；

图2为单边直线电机结构示意图二；

图3为双边直线电机结构示意图一；

图4为双边直线电机结构示意图二；

图5为双边直线电机结构示意图三；

图6为双边直线电机结构示意图四；

图7为双边直线电机结构示意图五；

图8为双边直线电机结构示意图六；

图9为双边直线电机结构示意图七；

图10为双边直线电机结构示意图八；

图11为双边直线电机结构示意图九；

图12为双边凸极开槽永磁阵列结构示意图；

图13为连接板结构示意图一；

图14为设有连接板的双边凸极永磁直线电机示意图一；

图15为连接板结构示意图二；