[发明专利]变极距长初级双边直线感应电机

摘要

本发明公开了一种变极距长初级双边直线感应电机，应用航母舰载机电磁弹射，作为驱动的动力源。电机初期设计加工制造时，不同弹射位移处，制造电机极距不同，可采取极距连续变化方式，也可以采取极距分段变化方式，制造过程可采用数控机床加工。舰载机弹射过程无需检测弹射速度或弹射位移，初级线圈绕组电流频率、大小均保持不变，优化弹射控制方式。采用本发明的结构，可以解决逆变器频率受限问题，减小舰载机弹射过程直线电机损耗，提高直线电机效率，简化直线电机控制方式。

主权项

1.变极距长初级双边直线感应电机，应用于航母舰载机电磁弹射作为驱动的动力源，双边直线感应电机主要由次级铝板(1)和对称置于铝板上下两侧的长初级构成,长初级由初级铁芯和嵌合在初级铁芯中的多个线圈组成,其特征在于,依次级铝板的运动方向,即长弹射轨道方向,相邻两个线圈绕组呈变极距布置；所述变极距布置采用极距连续变换方式，或者采用极距分段变化方式；所述极距连续变换是指，在依次级铝板的运动方向上，各线圈绕组间的极距连续增加；所述极距分段变化方式是指，在依次级铝板的运动方向上，相邻两个以上线圈绕组具有极距A而构成一组，另外相邻两个以上线圈绕组具有极距B构成另一组；所述直线感应电机的电磁推力表达式为：式中，m1为初级绕组相数；I1、I2分别为初级相电流及次级折算到初级的相电流；kα为次级与初级长度的比例系数；s为滑差率，s＝(Vs‑Vx)/Vs，Vs和Vx分别为初级电流层和次级沿x轴移动速度，Vs＝2τf，f为电机额定频率；r'2为次级折算到初级的电阻；xm为励磁电抗；式中，d1为初级铁心宽度1/2；kω为初级绕组系数，为分布系数和短距系数的乘积，取值kω＝1；ω1为初级绕组相串联匝数；σs为次级导体面电导率，σs＝σd2，σ和d2分别为次级导体体电导率及次级导体厚度1/2，σ取值3.53×107s/m；p为电机极对数；τ为电机极距，极距变化；μ0为真空磁导率，取值4π×10‑7H/m；δe为电机有效电磁气隙，δe＝kμkδδ，kμ和kδ分别为铁心饱和系数和气隙系数，δ为电机机械气隙；所述直线感应电机的设计参数如下：额定电流/A，340；额定频率/Hz，200；电机相数，3；每极每相槽数，1；通电线圈极数，12；线圈匝数，65；电磁气隙/mm，0.05；铁心宽度/m，1.0；线圈厚度/m，0.045；硅钢厚度/m，0.2；铝板长度/m，2.0；铝板厚度/m，0.04。