[发明专利]用于初级无铁心直线电机的绕组

说明书

本发明提供了一种用于初级无铁心直线电机的绕组，其包括多个并排且间隔设置的推进线圈，每一推进线圈为由第一推进边、第二推进边和两端边围成的框架结构，第一推进边与第二推进边为推进线圈的两相对的侧边，且沿推力方向，第一推进边与第二推进边相距一个极距。本发明的用于初级无铁心直线电机的绕组，能够使得同一推进线圈的第一推进边和第二推进边分别对应超导线圈的两个不同极性的磁场，从而使得第一推进边与第二推进边的受力方向相同，避免同一推进线圈扭转力矩的产生，进而提高了推进线圈的使用寿命。

技术领域

本发明涉及直线电机技术领域，特别涉及一种用于初级无铁心直线电机的绕组。

背景技术

直线电机因其结构简单、无需中间转换结构以及可以直接将电能转换为直线电磁推力等优点被广泛应用于精密仪器、航空航天和轨道交通领域。然而，应用于高速/超高速磁悬浮电磁助推发射的直线电机，要求具备在大机械气隙下大推力输出，普通直线感应电机和直线永磁同步电机均无法满足要求。

由于超导材料独特的电磁特性和机械特性，超导磁体可以产生远超普通磁体的强磁场，使得超导同步直线电机可以满足大机械气隙下大推力的输出能力。地面推进绕组是超导直线电机中实现能量转换的核心与关键部件，其设计的合理性关系到电机的整体性能。地面推进绕组的不合理设计可能会引起电机绕组不对称、绕组系数低和谐波含量高，继而导致损耗增加、电磁振动和推力脉动等一系列问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够提高推进线圈使用寿命的用于初级无铁心直线电机的绕组。

为达到上述目的，本发明提供了一种用于初级无铁心直线电机的绕组，其包括多个并排且间隔设置的推进线圈，每一所述推进线圈为由第一推进边、第二推进边和两端边围成的框架结构，所述第一推进边与所述第二推进边为所述推进线圈的两相对的侧边，且沿推力方向，所述第一推进边与所述第二推进边相距一个极距。

如上所述的用于初级无铁心直线电机的绕组，其中，所述第一推进边和所述第二推进边均呈V形，且所述第一推进边的内表面和所述第二推进边的内表面均朝向所述推力方向。

如上所述的用于初级无铁心直线电机的绕组，其中，所述第一推进边的侧面与竖直面之间的夹角为第一夹角，所述第一夹角的角度的计算公式为：

α＝arcsin((2τ/v)/(L/2))

其中，α为第一推进边的两侧面之间的夹角，单位：度；

L为第一推进边的长度，单位：mm；

τ为极距，单位：槽；

v为消除的谐波次数。

如上所述的用于初级无铁心直线电机的绕组，其中，所述第二推进边的侧面与所述竖直面之间的夹角为第二夹角，所述第二夹角的角度与所述第一夹角的角度相等。

如上所述的用于初级无铁心直线电机的绕组，其中，所述第一推进边和所述第二推进边沿所述悬浮方向具有第一预设距离。

如上所述的用于初级无铁心直线电机的绕组，其中，相邻两所述推进线圈沿悬浮方向具有第二预设距离。

如上所述的用于初级无铁心直线电机的绕组，其中，所述第二预设距离的计算公式为：

h＝12j/N；

其中，h为第二预设距离，单位：mm；

j为第一预设距离，单位：mm；

N为推进线圈个数。

如上所述的用于初级无铁心直线电机的绕组，其中，所述第一推进边的端部和所述第二推进边的端部均设有90度折角。

如上所述的用于初级无铁心直线电机的绕组，其中，多个所述推进线圈并排且等间隔设置。