[发明专利]磁力平衡式开关磁链直线电机

说明书

本发明属于直线电机及其驱动领域，具体涉及磁力平衡式开关磁链直线电机，双边次级与设置在双边次级之间的双边初级配合构成双边型开关磁链直线电机，双边初级由至少一组交替贴装的导磁铁芯、磁体及绕组组成，至少一组导磁铁芯上设置励磁调节线圈，导磁铁芯为双边贯通式导磁铁芯，与相应的双边次级配合形成励磁通道，磁阻和漏磁大幅降低，当电机因轨道不平整或气隙偏差出现不平衡法向力（正压力）情况下，易于通过调整励磁电流消除或减小不平衡法向力，显著减轻或消除导向定位装置的磨损及运行噪声。特别适用于高效低成本、大推力、高功率密度、长行程和需要磁悬浮导向控制等直线电机工程应用场合。

技术领域

本发明属于直线电机及其驱动领域，具体涉及一种磁力平衡式开关磁链直线电机。

背景技术

直线电机已经广泛应用于各行各业。在直线电机直驱电梯、直线电机地铁、磁悬浮列车、直线电机加工中心、自动化流水线等多个应用领域和场合，不但要求直线电机推力大，还经常需要对直线电机进行增磁与弱磁调节、推力调节、法向力调节、无接触导向控制等，都需要对励磁场进行调节。现有带励磁调节的开关磁链直线电机结构如图1所示，磁体（磁化方向沿纵向）和带励磁调节线圈的U形铁芯交替排列，该结构要求初级轭部之外为非磁性材料且要求足够的厚度以便与减少漏磁，励磁调节线圈磁通路径：励磁调节线圈（沿法向）—初级铁芯柱—气隙—次级铁芯齿、轭部—次级铁芯齿—气隙—初级铁芯柱—初级铁芯轭部—永磁体（沿纵向）—（回到）励磁调节线圈。由于磁体可等效为通电的空芯线圈，故磁体的厚度（沿纵向）对于上述励磁磁路来说，可以看做空气隙，会产生很大的磁阻和磁压降，使得励磁磁势（即励磁电流与绕组匝数的乘积）大部分消耗到磁体等效空气隙中了，故其励磁场调节能力和调节效果很差，需要提供的励磁电流和供电功率非常大，线圈容易发热，导致电机体积大，成本高，一般只适用于工作气隙很小、永磁体很薄的场合，对于多数应用场合，难以实现大推力和有效的励磁调节。已成为制约直线电机工程应用的瓶颈问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是现有混合励磁开关磁链直线电机出力小、调节能力低、励磁功率与体积大、成本高等问题，提供了一种结构简单、出力大、调节能力强、励磁功率小、性价比高的磁力平衡式开关磁链直线电机。

本发明的目的是以下述方式实现的：

磁力平衡式开关磁链直线电机，包括由两个面对面设置的单边次级构成的双边次级，单边次级由开槽铁芯组成，双边次级与设置在双边次级之间的双边初级配合构成双边型开关磁链直线电机，双边初级由至少一组交替贴装的导磁铁芯、磁体及绕组组成，至少一组导磁铁芯上设置励磁调节线圈，导磁铁芯为双边贯通式导磁铁芯，与相应的双边次级配合形成励磁通道。

所述的双边贯通式导磁铁芯包括两贯通柱，两贯通柱之间设置有轭部的为H形导磁铁芯，两贯通柱与轭部为一体结构；两贯通柱之间没有设置轭部的为II形导磁铁芯，所述的励磁调节线圈套设在H形或II形导磁铁芯的两贯通柱外侧面上。

所述的励磁调节线圈位于H形或II形导磁铁芯的两贯通柱外侧凹槽Ⅰ内，或者励磁调节线圈伸出导磁铁芯位于相邻磁体凹槽Ⅱ内，导磁铁芯两贯通柱或磁体与励磁调节线圈配合设置。

所述的磁体设置在相邻的两个H形或II形导磁铁芯的两贯通柱外侧面之间，所述的绕组套设在相邻两个H形或II形导磁铁芯的两贯通柱内侧面上。

磁体的法向高度小于或者等于H形或II形导磁铁芯的法向高度。

所述的磁体为永磁体、超导磁体或者电励磁体。

所述的双边初级横向端部或轭部通过连接件连接成一体，与双边次级配合形成统一的磁力平衡式开关磁链直线电机。

所述的双边贯通式导磁铁芯的贯通柱端面开设至少一个槽。