專利名稱：永磁偏置結(jié)構(gòu)圓筒型直線磁阻電機的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種永磁偏置結(jié)構(gòu)圓筒型直線磁阻電機，屬于電機技術(shù)領域。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的圓筒型永磁直線同步電機的結(jié)構(gòu)如圖11所示。當電樞鐵心采用硅鋼片疊成時，由于疊片方向為軸向，永磁體以及繞組通電產(chǎn)生的電樞磁場方向有一部分會與疊片方向相同，在鐵心中形成較大的渦流，產(chǎn)生較大的渦流損耗，并且鐵心疊片工藝復雜，加工成本高；如果采用實心鐵心，雖然工藝簡單、成本低，但鐵心會產(chǎn)生更大的渦流損耗，大大降低電機的效率。同時，由于相與相之間都存在磁耦合，這一方面會因互感的存在影響電流的控制精度和電機的動態(tài)特性；另一方面也會因每一相繞組通電產(chǎn)生的磁通所經(jīng)過的磁路較長而使定子鐵耗較大，從而限制了電機效率的進一步提高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是解決現(xiàn)有圓筒型永磁直線同步電機由于相與相之間存在互感而影響電流的控制精度的問題，提供一種永磁偏置結(jié)構(gòu)圓筒型直線磁阻電機。本發(fā)明的第一種技術(shù)方案永磁偏置結(jié)構(gòu)圓筒型直線磁阻電機，它包括初級和次級，初級和次級之間為氣隙，初級包括多個相電樞單元，每個相電樞單元由單元電樞鐵心、相單元電樞繞組和相單元永磁體組成，單元電樞鐵心為圓筒形，單元電樞鐵心的氣隙側(cè)表面上均勻開有2η個通槽形成齒槽結(jié)構(gòu)，2η個通槽的開槽方向均平行于所述初級和次級的相對運動方向，η為正整數(shù)，單元電樞鐵心的每個齒上繞有一個線圈，單元電樞鐵心上每相鄰兩個齒上線圈的繞向相反，每個相電樞單元的單元電樞鐵心上所有的線圈串聯(lián)在一起形成相單元電樞繞組，多個相單元電樞繞組串聯(lián)或并聯(lián)形成電機的電樞繞組，每個相電樞單元的單元電樞鐵心的第1、3、……及2η-1個齒的氣隙側(cè)表面上均粘貼有相單元永磁體，所述相單元永磁體為瓦片形，每個齒上的相單元永磁體沿初級和次級的相對運動方向由i塊分段永磁體組成，i為大于1的自然數(shù)，該i塊分段永磁體均為徑向充磁或平行充磁，并且相鄰分段永磁體的充磁方向相反，單元電樞鐵心上沿圓周方向相鄰奇數(shù)齒上的相單元永磁體的充磁方向相同，次級包括多個次級環(huán)齒和多個隔磁環(huán)，多個次級環(huán)齒和多個隔磁環(huán)沿初級和次級的相對運動方向緊密相間排列，并且每相鄰兩個次級環(huán)齒之間均固定有一個隔磁環(huán)；單元電樞鐵心的每個齒上的相鄰分段永磁體的中心距τ m與沿初級和次級的相對運動方向的相鄰次級環(huán)齒的齒距τ ρ之間滿足關(guān)系2 τ m = τ p。本發(fā)明的第二種技術(shù)方案永磁偏置結(jié)構(gòu)圓筒型直線磁阻電機，它包括初級和次級，初級和次級之間為氣隙，初級包括多個相電樞單元，每個相電樞單元由單元電樞鐵心、相單元電樞繞組和多塊永磁體組成，單元電樞鐵心為圓筒形，單元電樞鐵心的氣隙側(cè)表面上均勻開有2η個通槽形成齒槽結(jié)構(gòu)，2η個通槽的開槽方向均平行于所述初級和次級的相對運動方向，η為正整數(shù)，單元電樞鐵心的每個齒上繞有一個線圈，單元電樞鐵心上每相鄰兩個齒上線圈的繞向相反，每個相電樞單元的單元電樞鐵心上所有的線圈串聯(lián)在一起形成相單元電樞繞組，多個相單元電樞繞組串聯(lián)或并聯(lián)形成電機的電樞繞組，每個相電樞單元的單元電樞鐵心的齒的氣隙側(cè)表面上均勻開有多個瓦片形淺槽， 形成瓦片形齒與瓦片形淺槽的相間排布，相鄰兩個瓦片形淺槽的中心之間的距離為τω，并且瓦片形淺槽的開槽方向為沿單元電樞鐵心的圓周方向，單元電樞鐵心的相鄰齒上沿圓周方向的相應位置為瓦片形齒與瓦片形淺槽相間排布，永磁體為瓦片形，單元電樞鐵心的所有瓦片形淺槽內(nèi)均粘貼有一塊永磁體，永磁體均為徑向充磁或平行充磁，單元電樞鐵心的每個齒上的永磁體的充磁方向相同，單元電樞鐵心的相鄰齒上的永磁體的充磁方向相同，次級包括多個次級環(huán)齒和多個隔磁環(huán)，多個次級環(huán)齒和多個隔磁環(huán)沿初級和次級的相對運動方向緊密相間排列，并且每相鄰兩個次級環(huán)齒之間均固定有一個隔磁環(huán)；沿初級和次級的相對運動方向的相鄰次級環(huán)齒的齒距為τρ，并且τω= τρ。本發(fā)明的第三種技術(shù)方案永磁偏置結(jié)構(gòu)圓筒型直線磁阻電機，它包括初級和次級，初級和次級之間為氣隙，初級包括多個相電樞單元，每個相電樞單元由單元電樞鐵心、相單元電樞繞組、多個永磁體和多個隔磁板組成，單元電樞鐵心為圓筒形，每個相電樞單元的單元電樞鐵心沿初級和次級的相對運動方向由j段電樞鐵心段組成，j為大于或等于2的自然數(shù)，所述單元電樞鐵心的氣隙側(cè)表面上均勻開有2η個通槽形成齒槽結(jié)構(gòu)，2η個通槽的開槽方向均平行于所述初級和次級的相對運動方向，η為正整數(shù)，單元電樞鐵心的每個齒上繞有一個線圈，單元電樞鐵心上沿圓周方向每相鄰兩個齒上線圈的繞向相反，每個相電樞單元的單元電樞鐵心上所有的線圈串聯(lián)在一起形成相單元電樞繞組，多個相單元電樞繞組串聯(lián)或并聯(lián)形成電機的電樞繞組，永磁體和隔磁板為平板形，每個相電樞單元的單元電樞鐵心的第1、3、……及2η-1個齒的相鄰段電樞鐵心段之間均固定一個永磁體，永磁體沿初級和次級的相對運動方向平行充磁，單元電樞鐵心的每個齒上的相鄰永磁體的充磁方向相反，單元電樞鐵心上沿圓周方向相鄰奇數(shù)齒上的相鄰永磁體的充磁方向相同，每個相電樞單元的單元電樞鐵心的第2、4、……及2η個齒的各段電樞鐵心段之間均固定一個隔磁板，次級包括多個次級環(huán)齒和多個隔磁環(huán)，多個次級環(huán)齒和多個隔磁環(huán)沿初級和次級的相對運動方向緊密相間排列，并且相鄰兩個次級環(huán)齒之間固定有一個隔磁環(huán)；單元電樞鐵心的每個齒上的相鄰永磁體的中心距τ m與沿初級和次級的相對運動方向的相鄰次級環(huán)齒的齒距τ ρ之間滿足關(guān)系2 τ m = τ p。本發(fā)明的第四種技術(shù)方案
永磁偏置結(jié)構(gòu)圓筒型直線磁阻電機，它包括初級和次級，初級和次級之間為氣隙，初級包括多個相電樞單元，每個相電樞單元由單元電樞鐵心、相單元電樞繞組、多個永磁體和多個隔磁板組成，單元電樞鐵心為圓筒形，每個相電樞單元的單元電樞鐵心沿初級和次級的相對運動方向由j段電樞鐵心段組成，j為大于或等于2的自然數(shù)，所述單元電樞鐵心的氣隙側(cè)表面上均勻開有2η個通槽形成齒槽結(jié)構(gòu)，2η個通槽的開槽方向均平行于所述初級和次級的相對運動方向，η為正整數(shù)，單元電樞鐵心的每個齒上繞有一個線圈，單元電樞鐵心上沿圓周方向每相鄰兩個齒上線圈的繞向相反，每個相電樞單元的單元電樞鐵心上所有的線圈串聯(lián)在一起形成相單元電樞繞組，多個相單元電樞繞組串聯(lián)或并聯(lián)形成電機的電樞繞組，多個永磁體分為瓦片形永磁體和平板形永磁體，瓦片形永磁體為nX j塊，每個相電樞單元的單元電樞鐵心的第1、3、……及2n_l 個齒的j段電樞鐵心段的氣隙側(cè)齒表面上均粘貼一塊瓦片形永磁體，瓦片形永磁體為徑向充磁或平行充磁，單元電樞鐵心的每個齒上相鄰瓦片形永磁體的充磁方向相反，單元電樞鐵心上沿圓周方向相鄰奇數(shù)齒上的相鄰永磁體的充磁方向相同，平板形永磁體為nX (j-1)塊，每個相電樞單元的單元電樞鐵心的第1、3、……及 2n-l個齒的相鄰段電樞鐵心段之間均固定一個平板形永磁體，平板形永磁體沿初級和次級的相對運動方向平行充磁，單元電樞鐵心的每個齒上的相鄰平板形永磁體的充磁方向相反，單元電樞鐵心上沿圓周方向相鄰奇數(shù)齒上的相鄰平板形永磁體的充磁方向相同，所有齒表面上的瓦片形永磁體與相鄰段電樞鐵心段之間的平板形永磁體形成串聯(lián)磁路，隔磁板為nX (j-1) ±夬，并為平板形，每個相電樞單元的單元電樞鐵心的第2、 4、……及2η個齒的相鄰段電樞鐵心段之間均固定一個隔磁板，次級包括多個次級環(huán)齒和多個隔磁環(huán)，多個次級環(huán)齒和多個隔磁環(huán)沿初級和次級的相對運動方向緊密相間排列，并且相鄰兩個次級環(huán)齒之間固定有一個隔磁環(huán)；單元電樞鐵心的每個齒上相鄰瓦片形永磁體的中心距τ 相鄰平板形永磁體的中心距τ m與沿初級和次級的相對運動方向的相鄰次級環(huán)齒的齒距％之間均滿足關(guān)系 2、= τρ。本發(fā)明的優(yōu)點是本發(fā)明所述的直線磁阻電機采用了特殊的電樞結(jié)構(gòu)，構(gòu)成了永磁偏置結(jié)構(gòu)的圓筒型直線磁阻電機，這種結(jié)構(gòu)的次級結(jié)構(gòu)上不設置永磁體，由此降低了電機成本，提高了電機的可靠性與安全性；同時它消除了電機相與相之間的互感，提高了電機的電流及電磁力控制精度、推力密度和動態(tài)特性。本發(fā)明電機既可以作為電動機使用，也可以作為發(fā)電機使用。本發(fā)明具有可靠性與安全性高、容錯能力強、結(jié)構(gòu)簡單、成本低、動態(tài)特性好以及易實現(xiàn)模塊化等優(yōu)點。


圖1為本發(fā)明的第一種技術(shù)方案的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖1的軸向剖面圖3為本發(fā)明的第二種技術(shù)方案的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為圖3的軸向剖面圖；圖5為本發(fā)明的第三種技術(shù)方案的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為圖5中位于奇數(shù)齒位置的軸向剖面圖；圖7為圖5中位于偶數(shù)齒位置的軸向剖面圖；圖8為本發(fā)明的第四種技術(shù)方案的結(jié)構(gòu)示意圖；圖9為圖8中位于奇數(shù)齒位置的軸向剖面圖；圖10為圖5中位于偶數(shù)齒位置的軸向剖面圖；圖11為現(xiàn)有圓筒型永磁直線同步電機的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式具體實施方式
一下面結(jié)合圖1和圖2說明本實施方式，本實施方式所述永磁偏置結(jié)構(gòu)圓筒型直線磁阻電機，它包括初級和次級，初級和次級之間為氣隙，初級包括多個相電樞單元，每個相電樞單元由單元電樞鐵心1-1、相單元電樞繞組 1-2和相單元永磁體1-3組成，單元電樞鐵心1-1為圓筒形，單元電樞鐵心1-1的氣隙側(cè)表面上均勻開有2η個通槽形成齒槽結(jié)構(gòu)，2η個通槽的開槽方向均平行于所述初級和次級的相對運動方向，η為正整數(shù)，單元電樞鐵心1-1的每個齒上繞有一個線圈，單元電樞鐵心1-1上每相鄰兩個齒上線圈的繞向相反，每個相電樞單元的單元電樞鐵心1-1上所有的線圈串聯(lián)在一起形成相單元電樞繞組1-2，多個相單元電樞繞組1-2串聯(lián)或并聯(lián)形成電機的電樞繞組，每個相電樞單元的單元電樞鐵心1-1的第1、3、……及2η-1個齒的氣隙側(cè)表面上均粘貼有相單元永磁體1-3，所述相單元永磁體1-3為瓦片形，每個齒上的相單元永磁體
1-3沿初級和次級的相對運動方向由i塊分段永磁體組成，i為大于1的自然數(shù)，該i塊分段永磁體均為徑向充磁或平行充磁，并且相鄰分段永磁體的充磁方向相反，單元電樞鐵心1-1 上沿圓周方向相鄰奇數(shù)齒上的相單元永磁體1-3的充磁方向相同，次級包括多個次級環(huán)齒2-1和多個隔磁環(huán)2-2，多個次級環(huán)齒2-1和多個隔磁環(huán)
2-2沿初級和次級的相對運動方向緊密相間排列，并且每相鄰兩個次級環(huán)齒2-1之間均固定有一個隔磁環(huán)2-2 ；單元電樞鐵心1-1的每個齒上的相鄰分段永磁體的中心距τ m與沿初級和次級的相對運動方向的相鄰次級環(huán)齒2-1的齒距τρ之間滿足關(guān)系2τω= τ ρ。圖1和圖2所示，單元電樞鐵心1-1的氣隙側(cè)表面上開有4個槽，相單元永磁體
1-3粘貼在單元電樞鐵心1-1的第1、3個齒的表面上，該齒表面上的相單元永磁體1-3由4 塊分段永磁體組成，該相單元永磁體1-3采用徑向充磁，該相單元永磁體1-3的相鄰分段永磁體的充磁方向相反，單元電樞鐵心1-1的第1、3個齒上的相單元永磁體1-3的充磁方向相同。在每個齒表面上，沿運動方向相鄰分段永磁體的中心距、與沿運動方向次級環(huán)齒
2-1的齒距τρ之間滿足關(guān)系2τω= τρ。
具體實施方式
二 下面結(jié)合圖3和圖4說明本實施方式，本實施方式所述永磁偏置結(jié)構(gòu)圓筒型直線磁阻電機，它包括初級和次級，初級和次級之間為氣隙，
初級包括多個相電樞單元，每個相電樞單元由單元電樞鐵心1-1、相單元電樞繞組
1-2和多塊永磁體1-3組成，單元電樞鐵心1-1為圓筒形，單元電樞鐵心1-1的氣隙側(cè)表面上均勻開有2η個通槽形成齒槽結(jié)構(gòu)，2η個通槽的開槽方向均平行于所述初級和次級的相對運動方向，η為正整數(shù)，單元電樞鐵心1-1的每個齒上繞有一個線圈，單元電樞鐵心1-1上每相鄰兩個齒上線圈的繞向相反，每個相電樞單元的單元電樞鐵心1-1上所有的線圈串聯(lián)在一起形成相單元電樞繞組1-2，多個相單元電樞繞組1-2串聯(lián)或并聯(lián)形成電機的電樞繞組，每個相電樞單元的單元電樞鐵心1-1的齒的氣隙側(cè)表面上均勻開有多個瓦片形淺槽，形成瓦片形齒與瓦片形淺槽的相間排布，相鄰兩個瓦片形淺槽的中心之間的距離為 τ m，并且瓦片形淺槽的開槽方向為沿單元電樞鐵心1-1的圓周方向，單元電樞鐵心1-1的相鄰齒上沿圓周方向的相應位置為瓦片形齒與瓦片形淺槽相間排布，永磁體1-3為瓦片形，單元電樞鐵心1-1的所有瓦片形淺槽內(nèi)均粘貼有一塊永磁體1-3，永磁體1-3均為徑向充磁或平行充磁，單元電樞鐵心1-1的每個齒上的永磁體1-3 的充磁方向相同，單元電樞鐵心1-1的相鄰齒上的永磁體1-3的充磁方向相同，次級包括多個次級環(huán)齒2-1和多個隔磁環(huán)2-2，多個次級環(huán)齒2-1和多個隔磁環(huán)
2-2沿初級和次級的相對運動方向緊密相間排列，并且每相鄰兩個次級環(huán)齒2-1之間均固定有一個隔磁環(huán)2-2 ；沿初級和次級的相對運動方向的相鄰次級環(huán)齒2-1的齒距為τ p，并且τ m = τ p。圖3和圖4所示，電機的初級主要由1個相電樞單元構(gòu)成，單元電樞鐵心1-1的氣隙側(cè)表面上開有4個通槽，在單元電樞鐵心1-1的第1、3個齒上沿電機運動方向開有瓦片形淺槽，瓦片形淺槽的開槽方向為沿單元電樞鐵心1-1的圓周方向，每個瓦片形淺槽內(nèi)粘貼有一塊永磁體1-3 ；在單元電樞鐵心1-1的第2、4個齒上也沿電機運動方向開有瓦片形淺槽，瓦片形淺槽的開槽方向為沿單元電樞鐵心1-1的圓周方向，每個瓦片形淺槽內(nèi)粘貼有一塊永磁體1-3 ；第2、4個齒上瓦片形淺槽與瓦片形齒的排列次序與第1、3個齒上瓦片形淺槽與瓦片形齒的排列次序相交錯。單元電樞鐵心1-1的每個齒上的永磁體1-3的充磁方向相同，單元電樞鐵心1-1的相鄰齒上的永磁體1-3的充磁方向相反，每個齒上相鄰兩個瓦片形淺槽的中心之間的距離即為兩個瓦片形齒的齒距τ m，與沿電機運動方向的相鄰次級環(huán)齒2-1的齒距τρ相等。
具體實施方式
三下面結(jié)合圖5至圖7說明本實施方式，本實施方式所述永磁偏置結(jié)構(gòu)圓筒型直線磁阻電機，它包括初級和次級，初級和次級之間為氣隙，初級包括多個相電樞單元，每個相電樞單元由單元電樞鐵心1-1、相單元電樞繞組 1-2、多個永磁體1-3和多個隔磁板1-4組成，單元電樞鐵心1-1為圓筒形，每個相電樞單元的單元電樞鐵心1-1沿初級和次級的相對運動方向由j段電樞鐵心段組成，j為大于或等于2的自然數(shù)，所述單元電樞鐵心 1-1的氣隙側(cè)表面上均勻開有2η個通槽形成齒槽結(jié)構(gòu)，2η個通槽的開槽方向均平行于所述初級和次級的相對運動方向，η為正整數(shù)，單元電樞鐵心1-1的每個齒上繞有一個線圈，單元電樞鐵心1-1上沿圓周方向每相鄰兩個齒上線圈的繞向相反，每個相電樞單元的單元電樞鐵心1-1上所有的線圈串聯(lián)在一起形成相單元電樞繞組1-2，多個相單元電樞繞組1-2串聯(lián)或并聯(lián)形成電機的電樞繞組，永磁體1-3和隔磁板1-4為平板形，每個相電樞單元的單元電樞鐵心1-1的第1、3、……及2n-l個齒的相鄰段電樞鐵心段之間均固定一個永磁體1-3，永磁體1-3沿初級和次級的相對運動方向平行充磁，單元電樞鐵心1-1的每個齒上的相鄰永磁體1-3的充磁方向相反，單元電樞鐵心1-1上沿圓周方向相鄰奇數(shù)齒上的相鄰永磁體1-3的充磁方向相同，每個相電樞單元的單元電樞鐵心1-1的第2、4、……及2η個齒的各段電樞鐵心段之間均固定一個隔磁板1-4，次級包括多個次級環(huán)齒2-1和多個隔磁環(huán)2-2，多個次級環(huán)齒2-1和多個隔磁環(huán) 2-2沿初級和次級的相對運動方向緊密相間排列，并且相鄰兩個次級環(huán)齒2-1之間固定有一個隔磁環(huán)2-2 ；單元電樞鐵心1-1的每個齒上的相鄰永磁體1-3的中心距τ m與沿初級和次級的相對運動方向的相鄰次級環(huán)齒2-1的齒距τρ之間滿足關(guān)系2τω= τ ρ。圖5至圖7所示，每個相電樞單元的單元電樞鐵心1-1沿電機的運動方向分為4 段，并且單元電樞鐵心1-1的氣隙側(cè)表面上均勻開有4個通槽形成齒槽結(jié)構(gòu)，單元電樞鐵心1-1的每1、3個齒的相鄰段電樞鐵心段之間固定永磁體1-3，永磁體1-3沿電機運動方向平行充磁，單元電樞鐵心1-1的每個齒上的相鄰永磁體1-3的充磁方向相反，單元電樞鐵心1-1上沿圓周方向第1與第3個齒上的相鄰永磁體1-3的充磁方向相同。單元電樞鐵心 1-1的第2、4個齒上的相鄰段電樞鐵心段之間固定一個隔磁板1-4。單元電樞鐵心1-1的第1或第3個齒上的相鄰永磁體1-3的中心距τ m與沿運動方向相鄰次級環(huán)齒2-1的齒距 τρ之間滿足關(guān)系2、= τρ。
具體實施方式
四下面結(jié)合圖8至圖10說明本實施方式，本實施方式所述永磁偏置結(jié)構(gòu)圓筒型直線磁阻電機，它包括初級和次級，初級和次級之間為氣隙，初級包括多個相電樞單元，每個相電樞單元由單元電樞鐵心1-1、相單元電樞繞組 1-2、多個永磁體1-3和多個隔磁板1-4組成，單元電樞鐵心1-1為圓筒形，每個相電樞單元的單元電樞鐵心1-1沿初級和次級的相對運動方向由j段電樞鐵心段組成，j為大于或等于2的自然數(shù)，所述單元電樞鐵心 1-1的氣隙側(cè)表面上均勻開有2η個通槽形成齒槽結(jié)構(gòu)，2η個通槽的開槽方向均平行于所述初級和次級的相對運動方向，η為正整數(shù)，單元電樞鐵心1-1的每個齒上繞有一個線圈，單元電樞鐵心1-1上沿圓周方向每相鄰兩個齒上線圈的繞向相反，每個相電樞單元的單元電樞鐵心1-1上所有的線圈串聯(lián)在一起形成相單元電樞繞組1-2，多個相單元電樞繞組1-2串聯(lián)或并聯(lián)形成電機的電樞繞組，多個永磁體1-3分為瓦片形永磁體和平板形永磁體，瓦片形永磁體為nX j塊，每個相電樞單元的單元電樞鐵心1-1的第1、3、……及 2n-l個齒的j段電樞鐵心段的氣隙側(cè)齒表面上均粘貼一塊瓦片形永磁體，瓦片形永磁體為徑向充磁或平行充磁，單元電樞鐵心1-1的每個齒上相鄰瓦片形永磁體的充磁方向相反， 單元電樞鐵心1-1上沿圓周方向相鄰奇數(shù)齒上的相鄰永磁體1-3的充磁方向相同，平板形永磁體為nX (j-1)塊，每個相電樞單元的單元電樞鐵心1-1的第1、3、…… 及2n-l個齒的相鄰段電樞鐵心段之間均固定一個平板形永磁體，平板形永磁體沿初級和次級的相對運動方向平行充磁，單元電樞鐵心1-1的每個齒上的相鄰平板形永磁體的充磁方向相反，單元電樞鐵心1-1上沿圓周方向相鄰奇數(shù)齒上的相鄰平板形永磁體的充磁方向相同，所有齒表面上的瓦片形永磁體與相鄰段電樞鐵心段之間的平板形永磁體形成串聯(lián)磁路，隔磁板1-4為nX (j_l)塊，并為平板形，每個相電樞單元的單元電樞鐵心1_1的第2、4、……及2η個齒的相鄰段電樞鐵心段之間均固定一個隔磁板1-4，次級包括多個次級環(huán)齒2-1和多個隔磁環(huán)2-2，多個次級環(huán)齒2-1和多個隔磁環(huán) 2-2沿初級和次級的相對運動方向緊密相間排列，并且相鄰兩個次級環(huán)齒2-1之間固定有一個隔磁環(huán)2-2 ；單元電樞鐵心1-1的每個齒上相鄰瓦片形永磁體的中心距τ m和相鄰平板形永磁體的中心距τ m與沿初級和次級的相對運動方向的相鄰次級環(huán)齒2-1的齒距％之間均滿足關(guān)系2 τ m = τ p。圖8至圖10所示，電機的初級由1個相電樞單元構(gòu)成，每個相電樞單元的單元電樞鐵心1-1沿運動方向分成4段，并在其面向氣隙側(cè)沿運動方向開有4個槽，永磁體1-3中瓦片形永磁體為8塊，分別粘貼在單元電樞鐵心1-1的第1、3個齒上4段電樞鐵心段的齒表面上，充磁方向為徑向充磁，沿運動方向每個齒上相鄰兩塊瓦片形永磁體的充磁方向相反； 平板形永磁體為6塊，粘貼在單元電樞鐵心1-1的第1、3個齒上相鄰電樞鐵心段之間，永磁體沿電機運動方向平行充磁，每個齒上相鄰平板形永磁體的充磁方向相反。每個齒表面的徑向充磁永磁體與該齒側(cè)面的運動方向充磁永磁體形成串聯(lián)磁路。隔磁板1-4為平板形， 共6塊，粘貼在單元電樞鐵心1-1的第2、4個齒的相鄰電樞鐵心段之間。每個齒上沿電機運動方向相鄰瓦片形永磁體與相鄰平板形永磁體的中心距均為τω，該、與沿運動方向相鄰次級環(huán)齒2-1的齒距τ ρ之間滿足關(guān)系2 τ m = τ p。
具體實施方式
五本實施方式為對實施方式一、二、三或四的進一步說明，所述次級環(huán)齒2-1由高導磁材料制成。
具體實施方式
六本實施方式為對實施方式三或四的進一步說明，所述隔磁板 1-4由非磁性材料制成。
具體實施方式
七本實施方式為對實施方式一、二、三或四的進一步說明，所述隔磁環(huán)2-2由非磁性材料制成。
具體實施方式
八本實施方式為對實施方式一、二、三或四的進一步說明，所述隔磁環(huán)2-2由磁性材料制成，所述隔磁環(huán)2-2與初級之間的氣隙大于次級環(huán)齒2-1與初級之間的氣隙。
具體實施方式
九本實施方式為對實施方式一、二、三或四的進一步說明，所述電機為外初級、內(nèi)次級結(jié)構(gòu)，或者為外次級、內(nèi)初級結(jié)構(gòu)。
具體實施方式
十本實施方式為對實施方式一、二、三或四的進一步說明，所述電機為動初級結(jié)構(gòu)，或者為動次級結(jié)構(gòu)。本發(fā)明中所述所有瓦片形永磁體為徑向充磁或平行充磁，其中徑向充磁是指永磁體的充磁方向沿半徑方向，平行充磁是指瓦片形永磁體的中心點處充磁方向沿其半徑方向，其余處的充磁方向與該半徑方向的充磁方向相平行。
權(quán)利要求
1.一種永磁偏置結(jié)構(gòu)圓筒型直線磁阻電機，它包括初級和次級，初級和次級之間為氣隙，其特征在于初級包括多個相電樞單元，每個相電樞單元由單元電樞鐵心(1-1)、相單元電樞繞組 (1-2)和相單元永磁體(1-3)組成，單元電樞鐵心(1-1)為圓筒形，單元電樞鐵心(1-1)的氣隙側(cè)表面上均勻開有2η個通槽形成齒槽結(jié)構(gòu)，2η個通槽的開槽方向均平行于所述初級和次級的相對運動方向，η為正整數(shù)，單元電樞鐵心(1-1)的每個齒上繞有一個線圈，單元電樞鐵心(1-1)上每相鄰兩個齒上線圈的繞向相反，每個相電樞單元的單元電樞鐵心(1-1)上所有的線圈串聯(lián)在一起形成相單元電樞繞組(1-2)，多個相單元電樞繞組(1-2)串聯(lián)或并聯(lián)形成電機的電樞繞組，每個相電樞單元的單元電樞鐵心(1-1)的第1、3、……及2η-1個齒的氣隙側(cè)表面上均粘貼有相單元永磁體(1-3)，所述相單元永磁體(1- 為瓦片形，每個齒上的相單元永磁體 (1-3)沿初級和次級的相對運動方向由i塊分段永磁體組成，i為大于1的自然數(shù)，該i塊分段永磁體均為徑向充磁或平行充磁，并且相鄰分段永磁體的充磁方向相反，單元電樞鐵心(1-1)上沿圓周方向相鄰奇數(shù)齒上的相單元永磁體(1-3)的充磁方向相同，次級包括多個次級環(huán)齒和多個隔磁環(huán)0-2)，多個次級環(huán)齒和多個隔磁環(huán)(2- 沿初級和次級的相對運動方向緊密相間排列，并且每相鄰兩個次級環(huán)齒之間均固定有一個隔磁環(huán)0-2)；單元電樞鐵心(1-1)的每個齒上的相鄰分段永磁體的中心距、與沿初級和次級的相對運動方向的相鄰次級環(huán)齒的齒距τρ之間滿足關(guān)系2τω= τρ。
2.一種永磁偏置結(jié)構(gòu)圓筒型直線磁阻電機，它包括初級和次級，初級和次級之間為氣隙，其特征在于初級包括多個相電樞單元，每個相電樞單元由單元電樞鐵心(1-1)、相單元電樞繞組 (1-2)和多塊永磁體(1-3)組成，單元電樞鐵心(1-1)為圓筒形，單元電樞鐵心(1-1)的氣隙側(cè)表面上均勻開有2η個通槽形成齒槽結(jié)構(gòu)，2η個通槽的開槽方向均平行于所述初級和次級的相對運動方向，η為正整數(shù)，單元電樞鐵心(1-1)的每個齒上繞有一個線圈，單元電樞鐵心(1-1)上每相鄰兩個齒上線圈的繞向相反，每個相電樞單元的單元電樞鐵心(1-1)上所有的線圈串聯(lián)在一起形成相單元電樞繞組(1-2)，多個相單元電樞繞組(1-2)串聯(lián)或并聯(lián)形成電機的電樞繞組，每個相電樞單元的單元電樞鐵心(1-1)的齒的氣隙側(cè)表面上均勻開有多個瓦片形淺槽，形成瓦片形齒與瓦片形淺槽的相間排布，相鄰兩個瓦片形淺槽的中心之間的距離為 τ m，并且瓦片形淺槽的開槽方向為沿單元電樞鐵心(1-1)的圓周方向，單元電樞鐵心(1-1) 的相鄰齒上沿圓周方向的相應位置為瓦片形齒與瓦片形淺槽相間排布，永磁體(1-3)為瓦片形，單元電樞鐵心(1-1)的所有瓦片形淺槽內(nèi)均粘貼有一塊永磁體(1-3)，永磁體(1- 均為徑向充磁或平行充磁，單元電樞鐵心(1-1)的每個齒上的永磁體(1-3)的充磁方向相同，單元電樞鐵心(1-1)的相鄰齒上的永磁體(1-3)的充磁方向相同，次級包括多個次級環(huán)齒和多個隔磁環(huán)0-2)，多個次級環(huán)齒和多個隔磁環(huán)(2- 沿初級和次級的相對運動方向緊密相間排列，并且每相鄰兩個次級環(huán)齒(2-1)之間均固定有一個隔磁環(huán)0-2)；沿初級和次級的相對運動方向的相鄰次級環(huán)齒0-1)的齒距為τρ，并且τω= τρ。
3.—種永磁偏置結(jié)構(gòu)圓筒型直線磁阻電機，它包括初級和次級，初級和次級之間為氣隙，其特征在于初級包括多個相電樞單元，每個相電樞單元由單元電樞鐵心(1-1)、相單元電樞繞組 (1-2)、多個永磁體(1-3)和多個隔磁板(1-4)組成，單元電樞鐵心(1-1)為圓筒形，每個相電樞單元的單元電樞鐵心(1-1)沿初級和次級的相對運動方向由j段電樞鐵心段組成，j為大于或等于2的自然數(shù)，所述單元電樞鐵心 (1-1)的氣隙側(cè)表面上均勻開有2η個通槽形成齒槽結(jié)構(gòu)，2η個通槽的開槽方向均平行于所述初級和次級的相對運動方向，η為正整數(shù)，單元電樞鐵心(1-1)的每個齒上繞有一個線圈，單元電樞鐵心(1-1)上沿圓周方向每相鄰兩個齒上線圈的繞向相反，每個相電樞單元的單元電樞鐵心(1-1)上所有的線圈串聯(lián)在一起形成相單元電樞繞組(1-2)，多個相單元電樞繞組(1-2)串聯(lián)或并聯(lián)形成電機的電樞繞組，永磁體(1-3)和隔磁板(1-4)為平板形，每個相電樞單元的單元電樞鐵心(1-1)的第1、3、……及2η-1個齒的相鄰段電樞鐵心段之間均固定一個永磁體(1-3)，永磁體(1- 沿初級和次級的相對運動方向平行充磁，單元電樞鐵心(1-1)的每個齒上的相鄰永磁體(1-3)的充磁方向相反，單元電樞鐵心(1-1) 上沿圓周方向相鄰奇數(shù)齒上的相鄰永磁體(1-3)的充磁方向相同，每個相電樞單元的單元電樞鐵心(1-1)的第2、4、……及2η個齒的各段電樞鐵心段之間均固定一個隔磁板(1-4)，次級包括多個次級環(huán)齒和多個隔磁環(huán)0-2)，多個次級環(huán)齒和多個隔磁環(huán)(2- 沿初級和次級的相對運動方向緊密相間排列，并且相鄰兩個次級環(huán)齒之間固定有一個隔磁環(huán)0-2)；單元電樞鐵心(1-1)的每個齒上的相鄰永磁體(1- 的中心距τ m與沿初級和次級的相對運動方向的相鄰次級環(huán)齒0-1)的齒距τρ之間滿足關(guān)系2τω= τρ。
4.一種永磁偏置結(jié)構(gòu)圓筒型直線磁阻電機，它包括初級和次級，初級和次級之間為氣隙，其特征在于初級包括多個相電樞單元，每個相電樞單元由單元電樞鐵心(1-1)、相單元電樞繞組 (1-2)、多個永磁體(1-3)和多個隔磁板(1-4)組成，單元電樞鐵心(1-1)為圓筒形，每個相電樞單元的單元電樞鐵心(1-1)沿初級和次級的相對運動方向由j段電樞鐵心段組成，j為大于或等于2的自然數(shù)，所述單元電樞鐵心 (1-1)的氣隙側(cè)表面上均勻開有2η個通槽形成齒槽結(jié)構(gòu)，2η個通槽的開槽方向均平行于所述初級和次級的相對運動方向，η為正整數(shù)，單元電樞鐵心(1-1)的每個齒上繞有一個線圈，單元電樞鐵心(1-1)上沿圓周方向每相鄰兩個齒上線圈的繞向相反，每個相電樞單元的單元電樞鐵心(1-1)上所有的線圈串聯(lián)在一起形成相單元電樞繞組(1-2)，多個相單元電樞繞組(1-2)串聯(lián)或并聯(lián)形成電機的電樞繞組，多個永磁體(1-3)分為瓦片形永磁體和平板形永磁體，瓦片形永磁體為nXj塊，每個相電樞單元的單元電樞鐵心(1-1)的第1、3、……及2n-l 個齒的j段電樞鐵心段的氣隙側(cè)齒表面上均粘貼一塊瓦片形永磁體，瓦片形永磁體為徑向充磁或平行充磁，單元電樞鐵心(1-1)的每個齒上相鄰瓦片形永磁體的充磁方向相反，單元電樞鐵心(1-1)上沿圓周方向相鄰奇數(shù)齒上的相鄰永磁體(1- 的充磁方向相同，平板形永磁體為nX (j-1)塊，每個相電樞單元的單元電樞鐵心(1-1)的第1、3、…… 及2n-l個齒的相鄰段電樞鐵心段之間均固定一個平板形永磁體，平板形永磁體沿初級和次級的相對運動方向平行充磁，單元電樞鐵心(1-1)的每個齒上的相鄰平板形永磁體的充磁方向相反，單元電樞鐵心(1-1)上沿圓周方向相鄰奇數(shù)齒上的相鄰平板形永磁體的充磁方向相同，所有齒表面上的瓦片形永磁體與相鄰段電樞鐵心段之間的平板形永磁體形成串聯(lián)磁路，隔磁板(1-4)為nX(j-l)塊，并為平板形，每個相電樞單元的單元電樞鐵心(1-1)的第2、4、……及2η個齒的相鄰段電樞鐵心段之間均固定一個隔磁板(1-4)，次級包括多個次級環(huán)齒和多個隔磁環(huán)0-2)，多個次級環(huán)齒和多個隔磁環(huán)(2- 沿初級和次級的相對運動方向緊密相間排列，并且相鄰兩個次級環(huán)齒之間固定有一個隔磁環(huán)0-2)；單元電樞鐵心(1-1)的每個齒上相鄰瓦片形永磁體的中心距τω和相鄰平板形永磁體的中心距、與沿初級和次級的相對運動方向的相鄰次級環(huán)齒的齒距％之間均滿足關(guān)系2 τ m = τ p。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3或4所述的永磁偏置結(jié)構(gòu)圓筒型直線磁阻電機，其特征在于 所述次級環(huán)齒由高導磁材料制成。
6.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的永磁偏置結(jié)構(gòu)圓筒型直線磁阻電機，其特征在于所述隔磁板(1-4)由非磁性材料制成。
7.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3或4所述的永磁偏置結(jié)構(gòu)圓筒型直線磁阻電機，其特征在于 所述隔磁環(huán)0-2)由非磁性材料制成。
8.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3或4所述的永磁偏置結(jié)構(gòu)圓筒型直線磁阻電機，其特征在于 所述隔磁環(huán)0-2)由磁性材料制成，所述隔磁環(huán)(2- 與初級之間的氣隙大于次級環(huán)齒 (2-1)與初級之間的氣隙。
9.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3或4所述的永磁偏置結(jié)構(gòu)圓筒型直線磁阻電機，其特征在于 所述電機為外初級、內(nèi)次級結(jié)構(gòu)，或者為外次級、內(nèi)初級結(jié)構(gòu)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3或4所述的永磁偏置結(jié)構(gòu)圓筒型直線磁阻電機，其特征在于 所述電機為動初級結(jié)構(gòu)，或者為動次級結(jié)構(gòu)。
全文摘要
永磁偏置結(jié)構(gòu)圓筒型直線磁阻電機，屬于電機技術(shù)領域。它解決了現(xiàn)有圓筒型永磁直線同步電機由于相與相之間存在互感而影響電流的控制精度的問題。本發(fā)明提供了四種技術(shù)方案，均包括初級和次級，初級和次級之間為氣隙，初級包括多個相電樞單元，每個相電樞單元由單元電樞鐵心、相單元電樞繞組、多個永磁體和多個隔磁板組成，單元電樞鐵心的每個齒上繞有一個線圈，單元電樞鐵心上沿圓周方向每相鄰兩個齒上線圈的繞向相反，每個相電樞單元的單元電樞鐵心上所有的線圈串聯(lián)在一起形成相單元電樞繞組，多個相單元電樞繞組串聯(lián)或并聯(lián)形成電機的電樞繞組。本發(fā)明在電機的次級結(jié)構(gòu)上不設置永磁體，由此降低了電機成本，提高了電機的可靠性與安全性。
文檔編號H02K41/03GK102290960SQ20111024421
公開日2011年12月21日 申請日期2011年8月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月25日
發(fā)明者寇寶泉, 張子嬌, 楊國龍 申請人:哈爾濱工業(yè)大學