[发明专利]合成绕组无铁心直线永磁同步电机

说明书

合成绕组无铁心直线永磁同步电机，涉及一种无铁心直线永磁同步电机。解决了双边次级无铁心结构直线永磁同步电机应用于超精密运动控制领域时，该直线电机存在推力波动大、功率密度低、次级涡流损耗大的问题。它包括初级和次级；初级包括初级基板和两套初级绕组；两套初级绕组分别布置在初级基板的左右两侧，两套初级绕组的对应相绕组串联，且沿运动方向，两套初级绕组的对应相绕组之间具有相位差；次级为U型双边结构，次级布置在初级两侧，初级与次级之间为两个气隙。本发明主要应用于超精密运动控制领域。

技术领域

本发明涉及一种无铁心直线永磁同步电机，属于电机领域。

背景技术

传统的双边次级无铁心结构直线永磁同步电机的结构，具体参见图26和27所示，该电机的次级由轭板和平板形永磁体构成，永磁体沿横向平行充磁，永磁体沿运动方向N、S相间依次排列固定在次级轭板气隙侧，双边次级左右两侧对应永磁体的充磁方向相同，初级位于两个次级之间。永磁体产生磁力线的法向分量垂直穿过初级，初级绕组的电流与次级永磁体磁场相互作用，产生电磁力，推动动子作直线运动。该结构直线电机具有推力线性度高、过载能力强、动态响应快、运行噪声低等特点。

但是，当把该电机用于超精密运动控制领域时，该直线电机存在推力波动大、功率密度低、次级涡流损耗大等缺点。

发明内容

本发明是为了解决双边次级无铁心结构直线永磁同步电机应用于超精密运动控制领域时，该直线电机存在推力波动大、功率密度低、次级涡流损耗大的问题，本发明提供了一种合成绕组无铁心直线永磁同步电机。

方案一：

合成绕组无铁心直线永磁同步电机，包括初级1和次级2；

初级1包括初级基板1-1和两套初级绕组1-2；两套初级绕组1-2分别布置在初级基板1-1的左右两侧，两套初级绕组1-2的对应相绕组串联，且沿运动方向，两套初级绕组1-2的对应相绕组之间具有相位差；

次级2为U型双边结构，每边次级包括屏蔽导体板2-1和永磁体2-2，永磁体2-2均匀分布在屏蔽导体板2-1上，次级2的U型双边结构布置在初级1的两侧，且每边次级与初级1间均形成气隙，双边次级形成串联磁路，每边次级上所有永磁体2-2的充磁方向平行于水平面；

将初级1与次级2沿运动方向耦合长度内所对应的每套初级绕组1-2的线圈数和极对数分别记为Q和p；

令线圈数Q和极对数p之间具有最大公约数t,则每套初级绕组1-2分成t个完全相同的单元，每一个单元内有p₀对极对数和Q₀个线圈，其中，p₀＝p/t，Q₀＝Q/t；

当Q₀＝2p₀+1时，使两套初级绕组1-2的对应相绕组线圈之间有的电角度相位差，并且两套初级绕组1-2的对应相绕组线圈内所流电流方向相反；

当Q₀＝2p₀-1时，使两套初级绕组1-2的对应相绕组线圈之间有的电角度相位差，并且使两套初级绕组1-2的对应相绕组线圈内所流电流方向相反；

当Q₀＝2p₀+2时，使两套初级绕组1-2的对应相绕组线圈之间有的电角度相位差，并且使两套初级绕组1-2的对应相绕组线圈内所流电流方向相反；

当Q₀＝2p₀-2时，使两套初级绕组1-2的对应相绕组线圈之间有的电角度相位差，并且使两套初级绕组1-2的对应相绕组线圈内所流电流方向相反；

当Q₀＝2p₀+4时，使两套初级绕组1-2的对应相绕组线圈之间有的电角度相位差，并且使两套初级绕组1-2的对应相绕组线圈内所流电流方向相反；