專利名稱：磁場(chǎng)調(diào)制式圓筒型橫向磁通直線電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種磁場(chǎng)調(diào)制式圓筒型橫向磁通直線電機(jī)，屬于電機(jī)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的圓筒型永磁直線同步電機(jī)的結(jié)構(gòu)如圖20所示。當(dāng)電樞鐵心采用硅鋼片疊成時(shí)，由于疊片方向?yàn)檩S向，永磁體以及繞組通電產(chǎn)生的電樞磁場(chǎng)方向有一部分會(huì)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(fù)雜，加工成本高；如果采用實(shí)心鐵心，雖然工藝簡(jiǎn)單、成本低，但鐵心會(huì)產(chǎn)生更大的渦流損耗，大大降低電機(jī)的效率。同時(shí)，由于相與相之間都存在磁耦合，一方面會(huì)因互感的存在影響電流的控制精度和電機(jī)的動(dòng)態(tài)特性；另一方面也會(huì)因每一相繞組通電產(chǎn)生的磁通所經(jīng)過(guò)的磁路較長(zhǎng)而使定子鐵耗較大，從而限制了電機(jī)效率的進(jìn)一步提高。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有圓筒型永磁直線同步電機(jī)由于存在相間互感而影響電機(jī)的電流控制精度及電機(jī)的動(dòng)態(tài)特性的問(wèn)題，提供一種磁場(chǎng)調(diào)制式圓筒型橫向磁通直線電機(jī)。本發(fā)明提供的第一種技術(shù)方案磁場(chǎng)調(diào)制式圓筒型橫向磁通直線電機(jī)，它包括初級(jí)和次級(jí)，初級(jí)和次級(jí)之間為氣隙，初級(jí)包括多個(gè)相電樞單元，每個(gè)相電樞單元由單元電樞鐵心和相單元電樞繞組組成，單元電樞鐵心為圓筒形，由多個(gè)圓環(huán)形初級(jí)鐵心齒和多個(gè)圓環(huán)形隔磁環(huán)沿軸向緊密相間排列組成，每相鄰兩個(gè)圓環(huán)形初級(jí)鐵心齒之間均固定有一個(gè)圓環(huán)形隔磁環(huán)，沿單元電樞鐵心軸向，在所有圓環(huán)形初級(jí)鐵心齒的氣隙側(cè)表面上均勻開有2η個(gè)線圈槽，η為正整數(shù)，每個(gè)圓環(huán)形初級(jí)鐵心齒沿圓周方向形成初級(jí)鐵心小齒與線圈槽的相間排列，單元電樞鐵心上位于與軸線平行的同一直線上的所有初級(jí)鐵心小齒形成一個(gè)初級(jí)鐵心大齒，每個(gè)初級(jí)鐵心大齒上纏繞一個(gè)線圈，沿圓周方向，相鄰兩個(gè)初級(jí)鐵心大齒上線圈的繞向相反，每個(gè)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(gè)相單元電樞繞組串聯(lián)或并聯(lián)形成電機(jī)的一相電樞繞組；次級(jí)包括次級(jí)鐵心和多個(gè)次級(jí)永磁體，次級(jí)鐵心沿軸向均分為多個(gè)次級(jí)鐵心段，每個(gè)次級(jí)鐵心段上沿其圓周方向均勻開有m個(gè)次級(jí)鐵心槽，形成次級(jí)鐵心齒與次級(jí)鐵心槽的相間隔排列，m的取值為初級(jí)鐵心大齒的齒數(shù)的一半，所述次級(jí)鐵心槽的開槽方向平行于次級(jí)鐵心的軸向，相鄰次級(jí)鐵心段沿次級(jí)鐵心的軸向形成次級(jí)鐵心齒與次級(jí)鐵心槽的相間隔排列，次級(jí)鐵心槽的圓周方向長(zhǎng)度大于或者等于相應(yīng)的初級(jí)鐵心小齒的圓周方向長(zhǎng)度， 次級(jí)鐵心齒的圓周方向長(zhǎng)度大于或者等于相應(yīng)的初級(jí)鐵心小齒的圓周方向長(zhǎng)度，每個(gè)次級(jí)鐵心槽內(nèi)均嵌放一個(gè)次級(jí)永磁體，該次級(jí)永磁體為瓦片形，次級(jí)永磁體的圓周方向長(zhǎng)度小于或者等于次級(jí)鐵心槽的圓周方向長(zhǎng)度，次級(jí)永磁體為徑向充磁或平行充磁，所有次級(jí)永磁體的充磁方向相同，沿軸向，相鄰兩個(gè)圓環(huán)形初級(jí)鐵心齒的齒距τ 111與相鄰兩個(gè)次級(jí)鐵心齒的齒距τρ 之間滿足關(guān)系τω= τρ。本發(fā)明提供的第二種技術(shù)方案磁場(chǎng)調(diào)制式圓筒型橫向磁通直線電機(jī)，它包括初級(jí)和次級(jí)，初級(jí)和次級(jí)之間為氣隙，初級(jí)包括多個(gè)相電樞單元，每個(gè)相電樞單元包括單元電樞鐵心和相單元電樞繞組，單元電樞鐵心為圓筒形，單元電樞鐵心的氣隙側(cè)表面上均勻開有多個(gè)周向槽，并且，單元電樞鐵心的氣隙側(cè)表面上沿圓周方向均勻開有2η個(gè)線圈槽，η為正整數(shù)，所述線圈槽的開槽方向平行于單元電樞鐵心的軸向，沿單元電樞鐵心周向，形成初級(jí)鐵心大齒與線圈槽的相間排列，沿單元電樞鐵心軸向，形成初級(jí)鐵心小齒與周向槽的相間排列，線圈槽的開槽深度大于周向槽的開槽深度；每個(gè)初級(jí)鐵心大齒上纏繞一個(gè)線圈，沿圓周方向，相鄰兩個(gè)初級(jí)鐵心大齒上線圈的繞向相反，每個(gè)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(gè)相單元電樞繞組串聯(lián)或并聯(lián)形成電機(jī)的一相電樞繞組；次級(jí)包括次級(jí)鐵心和多個(gè)次級(jí)永磁體，次級(jí)鐵心沿軸向均分為多個(gè)次級(jí)鐵心段，每個(gè)次級(jí)鐵心段上沿其圓周方向均勻開有m個(gè)次級(jí)鐵心槽，形成次級(jí)鐵心齒與次級(jí)鐵心槽的相間隔排列，m的取值為初級(jí)鐵心大齒的齒數(shù)的一半，所述次級(jí)鐵心槽的開槽方向平行于次級(jí)鐵心的軸向，相鄰次級(jí)鐵心段沿次級(jí)鐵心的軸向形成次級(jí)鐵心齒與次級(jí)鐵心槽的相間隔排列，次級(jí)鐵心槽的圓周方向長(zhǎng)度大于或者等于相應(yīng)的初級(jí)鐵心小齒的圓周方向長(zhǎng)度， 次級(jí)鐵心齒的圓周方向長(zhǎng)度大于或者等于相應(yīng)的初級(jí)鐵心小齒的圓周方向長(zhǎng)度，每個(gè)次級(jí)鐵心槽內(nèi)均嵌放一個(gè)次級(jí)永磁體，該次級(jí)永磁體為瓦片形，次級(jí)永磁體的圓周方向長(zhǎng)度小于或者等于次級(jí)鐵心槽的圓周方向長(zhǎng)度，次級(jí)永磁體為徑向充磁或平行充磁，所有次級(jí)永磁體的充磁方向相同，沿軸向，相鄰兩個(gè)初級(jí)鐵心小齒的齒距τ >與相鄰兩個(gè)次級(jí)鐵心齒的齒距τρ之間滿足關(guān)系Tm= τ ρ。初級(jí)的每個(gè)相電樞單元還包括多個(gè)初級(jí)永磁體，沿單元電樞鐵心軸向，相鄰兩個(gè)初級(jí)鐵心小齒之間的周向槽內(nèi)嵌放一個(gè)初級(jí)永磁體，所述初級(jí)永磁體為瓦片形，初級(jí)永磁體為徑向充磁或平行充磁，所有初級(jí)永磁體的充磁方向相同；初級(jí)永磁體的充磁方向與次級(jí)永磁體的充磁方向相同。本發(fā)明提供的第三種技術(shù)方案磁場(chǎng)調(diào)制式圓筒型橫向磁通直線電機(jī)，它包括初級(jí)和次級(jí)，初級(jí)和次級(jí)之間為氣隙，初級(jí)包括多個(gè)相電樞單元，每個(gè)相電樞單元包括單元電樞鐵心和相單元電樞繞組，
單元電樞鐵心為圓筒形，單元電樞鐵心的氣隙側(cè)表面上沿圓周方向均勻開有2η 個(gè)線圈槽，η為正整數(shù)，所述線圈槽的開槽方向平行于單元電樞鐵心的軸向，沿單元電樞鐵心周向，形成初級(jí)鐵心大齒與線圈槽的相間排列，每個(gè)初級(jí)鐵心大齒上均勻開有多個(gè)周向槽，沿單元電樞鐵心軸向，形成初級(jí)鐵心小齒與周向槽相間排列，并且，沿單元電樞鐵心周向，所有初級(jí)鐵心大齒形成初級(jí)鐵心小齒與周向槽的相間排列，線圈槽的開槽深度大于周向槽的開槽深度；每個(gè)初級(jí)鐵心大齒上纏繞一個(gè)線圈，沿圓周方向，相鄰兩個(gè)初級(jí)鐵心大齒上線圈的繞向相反，每個(gè)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(gè)相單元電樞繞組串聯(lián)或并聯(lián)形成電機(jī)的一相電樞繞組；次級(jí)包括次級(jí)鐵心和多個(gè)次級(jí)永磁體，次級(jí)鐵心為圓筒形，次級(jí)鐵心的氣隙側(cè)表面上沿軸向均勻開有多個(gè)次級(jí)鐵心通槽，沿次級(jí)鐵心軸向，形成次級(jí)鐵心齒與次級(jí)鐵心通槽的相間隔排列，每個(gè)次級(jí)鐵心通槽內(nèi)嵌放一個(gè)次級(jí)永磁體，該次級(jí)永磁體為圓環(huán)形，次級(jí)永磁體為徑向充磁或平行充磁，所有次級(jí)永磁體的充磁方向相同，沿軸向，相鄰兩個(gè)初級(jí)鐵心小齒的齒距τ >與相鄰兩個(gè)次級(jí)鐵心齒的齒距τρ之間滿足關(guān)系Tm= τ ρ。初級(jí)的每個(gè)相電樞單元還包括多個(gè)初級(jí)永磁體，沿單元電樞鐵心軸向，相鄰兩個(gè)初級(jí)鐵心小齒之間的周向槽內(nèi)嵌放一個(gè)初級(jí)永磁體，所述初級(jí)永磁體為瓦片形，初級(jí)永磁體為徑向充磁或平行充磁，所有初級(jí)永磁體的充磁方向相同；初級(jí)永磁體的充磁方向與次級(jí)永磁體的充磁方向相同。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是本發(fā)明提出了一種特殊的電磁結(jié)構(gòu)，構(gòu)成磁場(chǎng)調(diào)制式橫向磁通， 提高了電機(jī)的推力密度、可靠性與安全性；能夠消除電機(jī)相與相之間的互感，提高了電機(jī)的電流及電磁力控制精度和動(dòng)態(tài)特性。本發(fā)明具有容錯(cuò)能力強(qiáng)、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、推力密度高、動(dòng)態(tài)特性好以及易實(shí)現(xiàn)模塊化等優(yōu)點(diǎn)。


圖1為本發(fā)明實(shí)施方式一的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖1的A-A視圖；圖3為圖1的B-B視圖；圖4為圖1中的單元電樞鐵心沿A-A剖開后初級(jí)鐵心小齒與線圈槽分布的展開視圖；圖5為圖1中去除單元電樞鐵心后次級(jí)鐵心的一個(gè)側(cè)面的次級(jí)鐵心齒與次級(jí)鐵心槽分布的展開視圖；圖6為本發(fā)明實(shí)施方式二的結(jié)構(gòu)示意圖；圖7為圖6的C-C視圖；圖8為圖6的D-D視圖；圖9為圖6中的單元電樞鐵心沿C-C剖開后初級(jí)鐵心小齒與線圈槽及周向槽分布的展開視圖；圖10為圖6中去除單元電樞鐵心后次級(jí)鐵心的一個(gè)側(cè)面的次級(jí)鐵心齒與次級(jí)鐵心槽分布的展開視圖；圖11為圖6沿C-C剖開獲得的實(shí)施方式三的結(jié)構(gòu)示意圖；圖12為圖6沿D-D剖開獲得的實(shí)施方式三的結(jié)構(gòu)示意圖；圖13為本發(fā)明實(shí)施方式四的結(jié)構(gòu)示意圖；圖14為圖13的E-E視圖；圖15為圖13的F-F視圖；圖16為圖13中的單元電樞鐵心沿C-C剖開后初級(jí)鐵心小齒與線圈槽及周向槽分布的展開視圖；圖17為圖13中去除單元電樞鐵心后次級(jí)鐵心的一個(gè)側(cè)面的次級(jí)鐵心齒與次級(jí)鐵心通槽分布的展開視圖；圖18為圖13沿E-E剖開獲得的實(shí)施方式五的結(jié)構(gòu)示意圖；圖19為圖13沿F-F剖開獲得的實(shí)施方式五的結(jié)構(gòu)示意圖；圖20為現(xiàn)有的圓筒型永磁直線同步電機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式具體實(shí)施方式
一下面結(jié)合圖1至圖5說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式所述磁場(chǎng)調(diào)制式圓筒型橫向磁通直線電機(jī)，它包括初級(jí)和次級(jí)，初級(jí)和次級(jí)之間為氣隙，初級(jí)包括多個(gè)相電樞單元，每個(gè)相電樞單元由單元電樞鐵心1-1和相單元電樞繞組1-2組成，單元電樞鐵心1-1為圓筒形，由多個(gè)圓環(huán)形初級(jí)鐵心齒1-11和多個(gè)圓環(huán)形隔磁環(huán) 1-12沿軸向緊密相間排列組成，每相鄰兩個(gè)圓環(huán)形初級(jí)鐵心齒1-11之間均固定有一個(gè)圓環(huán)形隔磁環(huán)1-12，沿單元電樞鐵心1-1軸向，在所有圓環(huán)形初級(jí)鐵心齒1-11的氣隙側(cè)表面上均勻開有2η個(gè)線圈槽，η為正整數(shù)，每個(gè)圓環(huán)形初級(jí)鐵心齒1-11沿圓周方向形成初級(jí)鐵心小齒1-111與線圈槽的相間排列，單元電樞鐵心1-1上位于與軸線平行的同一直線上的所有初級(jí)鐵心小齒1-111形成一個(gè)初級(jí)鐵心大齒1-13，每個(gè)初級(jí)鐵心大齒1-13上纏繞一個(gè)線圈，沿圓周方向，相鄰兩個(gè)初級(jí)鐵心大齒1-13上線圈的繞向相反，每個(gè)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(gè)相單元電樞繞組1-2串聯(lián)或并聯(lián)形成電機(jī)的一相電樞繞組；次級(jí)包括次級(jí)鐵心2-1和多個(gè)次級(jí)永磁體2-2，次級(jí)鐵心2-1沿軸向均分為多個(gè)次級(jí)鐵心段，每個(gè)次級(jí)鐵心段上沿其圓周方向均勻開有m個(gè)次級(jí)鐵心槽，形成次級(jí)鐵心齒2-11與次級(jí)鐵心槽的相間隔排列，m的取值為初級(jí)鐵心大齒1-13的齒數(shù)的一半，所述次級(jí)鐵心槽的開槽方向平行于次級(jí)鐵心2-1的軸向， 相鄰次級(jí)鐵心段沿次級(jí)鐵心2-1的軸向形成次級(jí)鐵心齒2-11與次級(jí)鐵心槽的相間隔排列，次級(jí)鐵心槽的圓周方向長(zhǎng)度大于或者等于相應(yīng)的初級(jí)鐵心小齒1-111的圓周方向長(zhǎng)度，次級(jí)鐵心齒2-11的圓周方向長(zhǎng)度大于或者等于相應(yīng)的初級(jí)鐵心小齒1-111的圓周方向長(zhǎng)度，
每個(gè)次級(jí)鐵心槽內(nèi)均嵌放一個(gè)次級(jí)永磁體2-2，該次級(jí)永磁體2-2為瓦片形，次級(jí)永磁體2-2的圓周方向長(zhǎng)度小于或者等于次級(jí)鐵心槽的圓周方向長(zhǎng)度，次級(jí)永磁體2-2為徑向充磁或平行充磁，所有次級(jí)永磁體2-2的充磁方向相同，沿軸向，相鄰兩個(gè)圓環(huán)形初級(jí)鐵心齒1-11的齒距τ m與相鄰兩個(gè)次級(jí)鐵心齒2_11 的齒距τρ之間滿足關(guān)系、=τρ。本實(shí)施方式中每個(gè)次級(jí)鐵心段沿圓周方向形成次級(jí)鐵心齒2-11與次級(jí)鐵心槽的相間隔排列；所有次級(jí)永磁體2-2的充磁方向相同，即所有次級(jí)永磁體2-2的氣隙側(cè)同為N 極或S極。
具體實(shí)施方式
二 下面結(jié)合圖6至圖10說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式所述磁場(chǎng)調(diào)制式圓筒型橫向磁通直線電機(jī)，它包括初級(jí)和次級(jí)，初級(jí)和次級(jí)之間為氣隙，初級(jí)包括多個(gè)相電樞單元，每個(gè)相電樞單元包括單元電樞鐵心1-1和相單元電樞繞組1-2，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)表面上均勻開有多個(gè)周向槽，并且，單元電樞鐵心1-1的氣隙側(cè)表面上沿圓周方向均勻開有2η個(gè)線圈槽，η為正整數(shù)，所述線圈槽的開槽方向平行于單元電樞鐵心1-1的軸向，沿單元電樞鐵心1-1周向，形成初級(jí)鐵心大齒1-13與線圈槽的相間排列，沿單元電樞鐵心1-1軸向，形成初級(jí)鐵心小齒 1-111與周向槽的相間排列，線圈槽的開槽深度大于周向槽的開槽深度；每個(gè)初級(jí)鐵心大齒1-13上纏繞一個(gè)線圈，沿圓周方向，相鄰兩個(gè)初級(jí)鐵心大齒 1-13上線圈的繞向相反，每個(gè)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(gè)相單元電樞繞組1-2串聯(lián)或并聯(lián)形成電機(jī)的一相電樞繞組；次級(jí)包括次級(jí)鐵心2-1和多個(gè)次級(jí)永磁體2-2，次級(jí)鐵心2-1沿軸向均分為多個(gè)次級(jí)鐵心段，每個(gè)次級(jí)鐵心段上沿其圓周方向均勻開有m個(gè)次級(jí)鐵心槽，形成次級(jí)鐵心齒2-11與次級(jí)鐵心槽的相間隔排列，m的取值為初級(jí)鐵心大齒1-13的齒數(shù)的一半，所述次級(jí)鐵心槽的開槽方向平行于次級(jí)鐵心2-1的軸向， 相鄰次級(jí)鐵心段沿次級(jí)鐵心2-1的軸向形成次級(jí)鐵心齒2-11與次級(jí)鐵心槽的相間隔排列，次級(jí)鐵心槽的圓周方向長(zhǎng)度大于或者等于相應(yīng)的初級(jí)鐵心小齒1-111的圓周方向長(zhǎng)度，次級(jí)鐵心齒2-11的圓周方向長(zhǎng)度大于或者等于相應(yīng)的初級(jí)鐵心小齒1-111的圓周方向長(zhǎng)度，每個(gè)次級(jí)鐵心槽內(nèi)均嵌放一個(gè)次級(jí)永磁體2-2，該次級(jí)永磁體2-2為瓦片形，次級(jí)永磁體2-2的圓周方向長(zhǎng)度小于或者等于次級(jí)鐵心槽的圓周方向長(zhǎng)度，次級(jí)永磁體2-2為徑向充磁或平行充磁，所有次級(jí)永磁體2-2的充磁方向相同，沿軸向，相鄰兩個(gè)初級(jí)鐵心小齒1-111的齒距τ m與相鄰兩個(gè)次級(jí)鐵心齒2_11的齒距τρ之間滿足關(guān)系Tm= τρ。本實(shí)施方式中每個(gè)次級(jí)鐵心段沿圓周方向形成次級(jí)鐵心齒2-11與次級(jí)鐵心槽的相間隔排列；所有次級(jí)永磁體2-2的充磁方向相同，即所有次級(jí)永磁體2-2的氣隙側(cè)同為N 極或S極。
具體實(shí)施方式
三下面結(jié)合圖6、圖11和圖12說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式為對(duì)實(shí)施方式二的進(jìn)一步說(shuō)明，本實(shí)施方式所述初級(jí)的每個(gè)相電樞單元還包括多個(gè)初級(jí)永磁體 1-3，
沿單元電樞鐵心1-1軸向，相鄰兩個(gè)初級(jí)鐵心小齒1-111之間的周向槽內(nèi)嵌放一個(gè)初級(jí)永磁體1-3，所述初級(jí)永磁體1-3為瓦片形，初級(jí)永磁體1-3為徑向充磁或平行充磁， 所有初級(jí)永磁體1-3的充磁方向相同；初級(jí)永磁體1-3的充磁方向與次級(jí)永磁體2-2的充磁方向相同。
具體實(shí)施方式
四下面結(jié)合圖13至圖17說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式所述磁場(chǎng)調(diào)制式圓筒型橫向磁通直線電機(jī)，它包括初級(jí)和次級(jí)，初級(jí)和次級(jí)之間為氣隙，初級(jí)包括多個(gè)相電樞單元，每個(gè)相電樞單元包括單元電樞鐵心1-1和相單元電樞繞組1-2，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)表面上沿圓周方向均勻開有2η個(gè)線圈槽，η為正整數(shù)，所述線圈槽的開槽方向平行于單元電樞鐵心1-1的軸向，沿單元電樞鐵心1-1周向，形成初級(jí)鐵心大齒1-13與線圈槽的相間排列，每個(gè)初級(jí)鐵心大齒1-13上均勻開有多個(gè)周向槽，沿單元電樞鐵心1-1軸向，形成初級(jí)鐵心小齒1-111與周向槽相間排列，并且，沿單元電樞鐵心1-1周向，所有初級(jí)鐵心大齒1-13形成初級(jí)鐵心小齒1-111與周向槽的相間排列，線圈槽的開槽深度大于周向槽的開槽深度；每個(gè)初級(jí)鐵心大齒1-13上纏繞一個(gè)線圈，沿圓周方向，相鄰兩個(gè)初級(jí)鐵心大齒 1-13上線圈的繞向相反，每個(gè)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(gè)相單元電樞繞組1-2串聯(lián)或并聯(lián)形成電機(jī)的一相電樞繞組；次級(jí)包括次級(jí)鐵心2-1和多個(gè)次級(jí)永磁體2-2，次級(jí)鐵心2-1為圓筒形，次級(jí)鐵心2-1的氣隙側(cè)表面上沿軸向均勻開有多個(gè)次級(jí)鐵心通槽，沿次級(jí)鐵心2-1軸向，形成次級(jí)鐵心齒2-11與次級(jí)鐵心通槽的相間隔排列，每個(gè)次級(jí)鐵心通槽內(nèi)嵌放一個(gè)次級(jí)永磁體2-2，該次級(jí)永磁體2-2為圓環(huán)形，次級(jí)永磁體2-2為徑向充磁或平行充磁，所有次級(jí)永磁體2-2的充磁方向相同，沿軸向，相鄰兩個(gè)初級(jí)鐵心小齒1-111的齒距τ m與相鄰兩個(gè)次級(jí)鐵心齒2_11的齒距τρ之間滿足關(guān)系Tm= τρ。本實(shí)施方式中，所有次級(jí)永磁體2-2的充磁方向相同，即所有次級(jí)永磁體2-2的氣隙側(cè)同為N極或S極。
具體實(shí)施方式
五下面結(jié)合圖13、圖18和圖19說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式為對(duì)實(shí)施方式四的進(jìn)一步說(shuō)明，本實(shí)施方式所述初級(jí)的每個(gè)相電樞單元還包括多個(gè)初級(jí)永磁體 1-3，沿單元電樞鐵心1-1軸向，相鄰兩個(gè)初級(jí)鐵心小齒1-111之間的周向槽內(nèi)嵌放一個(gè)初級(jí)永磁體1-3，所述初級(jí)永磁體1-3為瓦片形，初級(jí)永磁體1-3為徑向充磁或平行充磁， 所有初級(jí)永磁體1-3的充磁方向相同；初級(jí)永磁體1-3的充磁方向與次級(jí)永磁體2-2的充磁方向相同。
具體實(shí)施方式
六本實(shí)施方式為對(duì)實(shí)施方式一、二、三、四或五的進(jìn)一步說(shuō)明，所述次級(jí)鐵心2-1由高導(dǎo)磁材料制成。
具體實(shí)施方式
七本實(shí)施方式為對(duì)實(shí)施方式一或六的進(jìn)一步說(shuō)明，所述圓環(huán)形隔磁環(huán)1-12由非磁性材料制成。
具體實(shí)施方式
八本實(shí)施方式為對(duì)實(shí)施方式四、五或六的進(jìn)一步說(shuō)明，所述次級(jí)永磁體2-2由多個(gè)相同的分段瓦片形永磁體組成，分段瓦片形永磁體為徑向充磁或平行充磁。本實(shí)施方式中分段瓦片形永磁體為徑向充磁或平行充磁，則相應(yīng)的次級(jí)永磁體 2-2也可為徑向充磁或平行充磁，所有瓦片形永磁體與次級(jí)永磁體2-2的充磁方向相同。
具體實(shí)施方式
九本實(shí)施方式為對(duì)實(shí)施方式一、二、三、四、五或六的進(jìn)一步說(shuō)明， 所述直線電機(jī)為外初級(jí)內(nèi)次級(jí)結(jié)構(gòu)，或?yàn)閮?nèi)初級(jí)外次級(jí)結(jié)構(gòu)。
具體實(shí)施方式
十本實(shí)施方式為對(duì)實(shí)施方式一、二、三、四、五或六的進(jìn)一步說(shuō)明， 所述直線電機(jī)為動(dòng)初級(jí)結(jié)構(gòu)，或?yàn)閯?dòng)次級(jí)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(diǎn)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
1.一種磁場(chǎng)調(diào)制式圓筒型橫向磁通直線電機(jī)，它包括初級(jí)和次級(jí)，初級(jí)和次級(jí)之間為氣隙，其特征在于初級(jí)包括多個(gè)相電樞單元，每個(gè)相電樞單元由單元電樞鐵心(1-1)和相單元電樞繞組 (1-2)組成，單元電樞鐵心(1-1)為圓筒形，由多個(gè)圓環(huán)形初級(jí)鐵心齒(1-11)和多個(gè)圓環(huán)形隔磁環(huán) (1-12)沿軸向緊密相間排列組成，每相鄰兩個(gè)圓環(huán)形初級(jí)鐵心齒(1-11)之間均固定有一個(gè)圓環(huán)形隔磁環(huán)(1-12)，沿單元電樞鐵心(1-1)軸向，在所有圓環(huán)形初級(jí)鐵心齒(1-11)的氣隙側(cè)表面上均勻開有2η個(gè)線圈槽，η為正整數(shù)，每個(gè)圓環(huán)形初級(jí)鐵心齒(1-11)沿圓周方向形成初級(jí)鐵心小齒(1-111)與線圈槽的相間排列，單元電樞鐵心(1-1)上位于與軸線平行的同一直線上的所有初級(jí)鐵心小齒(1-111)形成一個(gè)初級(jí)鐵心大齒(1-13)，每個(gè)初級(jí)鐵心大齒(1-1 上纏繞一個(gè)線圈，沿圓周方向，相鄰兩個(gè)初級(jí)鐵心大齒(1-1 上線圈的繞向相反，每個(gè)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(gè)相單元電樞繞組(1-2)串聯(lián)或并聯(lián)形成電機(jī)的一相電樞繞組；次級(jí)包括次級(jí)鐵心(2-1)和多個(gè)次級(jí)永磁體(2-2)，次級(jí)鐵心沿軸向均分為多個(gè)次級(jí)鐵心段，每個(gè)次級(jí)鐵心段上沿其圓周方向均勻開有m個(gè)次級(jí)鐵心槽，形成次級(jí)鐵心齒0-11)與次級(jí)鐵心槽的相間隔排列，m的取值為初級(jí)鐵心大齒(1-13)的齒數(shù)的一半，所述次級(jí)鐵心槽的開槽方向平行于次級(jí)鐵心的軸向，相鄰次級(jí)鐵心段沿次級(jí)鐵心的軸向形成次級(jí)鐵心齒0-11)與次級(jí)鐵心槽的相間隔排列，次級(jí)鐵心槽的圓周方向長(zhǎng)度大于或者等于相應(yīng)的初級(jí)鐵心小齒(1-111)的圓周方向長(zhǎng)度，次級(jí)鐵心齒0-11)的圓周方向長(zhǎng)度大于或者等于相應(yīng)的初級(jí)鐵心小齒(1-111)的圓周方向長(zhǎng)度，每個(gè)次級(jí)鐵心槽內(nèi)均嵌放一個(gè)次級(jí)永磁體0-2)，該次級(jí)永磁體(2- 為瓦片形，次級(jí)永磁體0-2)的圓周方向長(zhǎng)度小于或者等于次級(jí)鐵心槽的圓周方向長(zhǎng)度，次級(jí)永磁體(2- 為徑向充磁或平行充磁，所有次級(jí)永磁體0-2)的充磁方向相同，沿軸向，相鄰兩個(gè)圓環(huán)形初級(jí)鐵心齒(1-11)的齒距、與相鄰兩個(gè)次級(jí)鐵心齒Q-11) 的齒距τρ之間滿足關(guān)系、=τρ。
2.一種磁場(chǎng)調(diào)制式圓筒型橫向磁通直線電機(jī)，它包括初級(jí)和次級(jí)，初級(jí)和次級(jí)之間為氣隙，其特征在于初級(jí)包括多個(gè)相電樞單元，每個(gè)相電樞單元包括單元電樞鐵心(1-1)和相單元電樞繞組(1-2)，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)表面上均勻開有多個(gè)周向槽，并且，單元電樞鐵心(1-1)的氣隙側(cè)表面上沿圓周方向均勻開有2η個(gè)線圈槽，η為正整數(shù)，所述線圈槽的開槽方向平行于單元電樞鐵心(1-1)的軸向，沿單元電樞鐵心(1-1)周向，形成初級(jí)鐵心大齒(1-13)與線圈槽的相間排列，沿單元電樞鐵心(1-1)軸向，形成初級(jí)鐵心小齒(1-111)與周向槽的相間排列，線圈槽的開槽深度大于周向槽的開槽深度；每個(gè)初級(jí)鐵心大齒(1-1 上纏繞一個(gè)線圈，沿圓周方向，相鄰兩個(gè)初級(jí)鐵心大齒 (1-13)上線圈的繞向相反，每個(gè)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(gè)相單元電樞繞組(1-2)串聯(lián)或并聯(lián)形成電機(jī)的一相電樞繞組；次級(jí)包括次級(jí)鐵心(2-1)和多個(gè)次級(jí)永磁體(2-2)，次級(jí)鐵心(2-1)沿軸向均分為多個(gè)次級(jí)鐵心段，每個(gè)次級(jí)鐵心段上沿其圓周方向均勻開有m個(gè)次級(jí)鐵心槽，形成次級(jí)鐵心齒(2-11)與次級(jí)鐵心槽的相間隔排列，m的取值為初級(jí)鐵心大齒(1-13)的齒數(shù)的一半，所述次級(jí)鐵心槽的開槽方向平行于次級(jí)鐵心(2-1)的軸向，相鄰次級(jí)鐵心段沿次級(jí)鐵心(2-1)的軸向形成次級(jí)鐵心齒(2-11)與次級(jí)鐵心槽的相間隔排列，次級(jí)鐵心槽的圓周方向長(zhǎng)度大于或者等于相應(yīng)的初級(jí)鐵心小齒(1-111)的圓周方向長(zhǎng)度，次級(jí)鐵心齒(2-11)的圓周方向長(zhǎng)度大于或者等于相應(yīng)的初級(jí)鐵心小齒(1-111)的圓周方向長(zhǎng)度，每個(gè)次級(jí)鐵心槽內(nèi)均嵌放一個(gè)次級(jí)永磁體(2-2)，該次級(jí)永磁體(2-2)為瓦片形，次級(jí)永磁體(2-2)的圓周方向長(zhǎng)度小于或者等于次級(jí)鐵心槽的圓周方向長(zhǎng)度，次級(jí)永磁體(2-2)為徑向充磁或平行充磁，所有次級(jí)永磁體(2-2)的充磁方向相同，沿軸向，相鄰兩個(gè)初級(jí)鐵心小齒(1-111)的齒距τ ]與相鄰兩個(gè)次級(jí)鐵心齒(2-11)的齒距τρ之間滿足關(guān)系Tm= τρ。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的磁場(chǎng)調(diào)制式圓筒型橫向磁通直線電機(jī)，其特征在于初級(jí)的每個(gè)相電樞單元還包括多個(gè)初級(jí)永磁體(1-3)，沿單元電樞鐵心(1-1)軸向，相鄰兩個(gè)初級(jí)鐵心小齒(1-111)之間的周向槽內(nèi)嵌放一個(gè)初級(jí)永磁體(1-3)，所述初級(jí)永磁體(1-3)為瓦片形，初級(jí)永磁體(1-3)為徑向充磁或平行充磁，所有初級(jí)永磁體(1-3)的充磁方向相同；初級(jí)永磁體(1-3)的充磁方向與次級(jí)永磁體(2-2)的充磁方向相同。
4.一種磁場(chǎng)調(diào)制式圓筒型橫向磁通直線電機(jī)，它包括初級(jí)和次級(jí)，初級(jí)和次級(jí)之間為氣隙，其特征在于初級(jí)包括多個(gè)相電樞單元，每個(gè)相電樞單元包括單元電樞鐵心(1-1)和相單元電樞繞組(1-2)，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)表面上沿圓周方向均勻開有2η個(gè)線圈槽，η為正整數(shù)，所述線圈槽的開槽方向平行于單元電樞鐵心(1-1)的軸向， 沿單元電樞鐵心(1-1)周向，形成初級(jí)鐵心大齒(1-13)與線圈槽的相間排列，每個(gè)初級(jí)鐵心大齒(1-13)上均勻開有多個(gè)周向槽，沿單元電樞鐵心(1-1)軸向，形成初級(jí)鐵心小齒(1-111)與周向槽相間排列，并且，沿單元電樞鐵心(1-1)周向，所有初級(jí)鐵心大齒(1-13)形成初級(jí)鐵心小齒(1-111)與周向槽的相間排列，線圈槽的開槽深度大于周向槽的開槽深度；每個(gè)初級(jí)鐵心大齒(1-13)上纏繞一個(gè)線圈，沿圓周方向，相鄰兩個(gè)初級(jí)鐵心大齒 (1-13)上線圈的繞向相反，每個(gè)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(gè)相單元電樞繞組(1-2)串聯(lián)或并聯(lián)形成電機(jī)的一相電樞繞組；次級(jí)包括次級(jí)鐵心(2-1)和多個(gè)次級(jí)永磁體(2-2)，次級(jí)鐵心(2-1)為圓筒形，次級(jí)鐵心(2-1)的氣隙側(cè)表面上沿軸向均勻開有多個(gè)次級(jí)鐵心通槽，沿次級(jí)鐵心(2-1)軸向，形成次級(jí)鐵心齒0-11)與次級(jí)鐵心通槽的相間隔排列，每個(gè)次級(jí)鐵心通槽內(nèi)嵌放一個(gè)次級(jí)永磁體0-2)，該次級(jí)永磁體(2- 為圓環(huán)形，次級(jí)永磁體(2- 為徑向充磁或平行充磁，所有次級(jí)永磁體0-2)的充磁方向相同，沿軸向，相鄰兩個(gè)初級(jí)鐵心小齒(1-111)的齒距τ ]與相鄰兩個(gè)次級(jí)鐵心齒Q-11)的齒距τρ之間滿足關(guān)系Tm= τρ。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的磁場(chǎng)調(diào)制式圓筒型橫向磁通直線電機(jī)，其特征在于初級(jí)的每個(gè)相電樞單元還包括多個(gè)初級(jí)永磁體(1-3)，沿單元電樞鐵心(1-1)軸向，相鄰兩個(gè)初級(jí)鐵心小齒(1-111)之間的周向槽內(nèi)嵌放一個(gè)初級(jí)永磁體(1-3)，所述初級(jí)永磁體(1- 為瓦片形，初級(jí)永磁體(1- 為徑向充磁或平行充磁，所有初級(jí)永磁體(1- 的充磁方向相同；初級(jí)永磁體(1- 的充磁方向與次級(jí)永磁體0-2)的充磁方向相同。
6.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4或5所述的磁場(chǎng)調(diào)制式圓筒型橫向磁通直線電機(jī)，其特征在于所述次級(jí)鐵心由高導(dǎo)磁材料制成。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁場(chǎng)調(diào)制式圓筒型橫向磁通直線電機(jī)，其特征在于所述圓環(huán)形隔磁環(huán)(1-1 由非磁性材料制成。
8.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的磁場(chǎng)調(diào)制式圓筒型橫向磁通直線電機(jī)，其特征在于所述次級(jí)永磁體0-2)由多個(gè)相同的分段瓦片形永磁體組成，分段瓦片形永磁體為徑向充磁或平行充磁。
9.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4或5所述的磁場(chǎng)調(diào)制式圓筒型橫向磁通直線電機(jī)，其特征在于所述直線電機(jī)為外初級(jí)內(nèi)次級(jí)結(jié)構(gòu)，或?yàn)閮?nèi)初級(jí)外次級(jí)結(jié)構(gòu)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4或5所述的磁場(chǎng)調(diào)制式圓筒型橫向磁通直線電機(jī)，其特征在于所述直線電機(jī)為動(dòng)初級(jí)結(jié)構(gòu)，或?yàn)閯?dòng)次級(jí)結(jié)構(gòu)。
全文摘要
磁場(chǎng)調(diào)制式圓筒型橫向磁通直線電機(jī)，屬于電機(jī)技術(shù)領(lǐng)域。它解決了現(xiàn)有圓筒型永磁直線同步電機(jī)由于存在相間互感而影響電機(jī)的電流控制精度及電機(jī)的動(dòng)態(tài)特性的問(wèn)題。它包括初級(jí)和次級(jí)，初級(jí)和次級(jí)之間為氣隙，初級(jí)包括多個(gè)相電樞單元，每個(gè)相電樞單元由單元電樞鐵心和相單元電樞繞組組成，單元電樞鐵心為圓筒形，次級(jí)包括次級(jí)鐵心和多個(gè)次級(jí)永磁體。本發(fā)明形成的磁場(chǎng)調(diào)制式橫向磁通，提高了電機(jī)的推力密度、可靠性與安全性；能夠消除電機(jī)相與相之間的互感，提高了電機(jī)的電流及電磁力控制精度和動(dòng)態(tài)特性。
文檔編號(hào)H02K41/03GK102497081SQ20111039027
公開日2012年6月13日 申請(qǐng)日期2011年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月30日
發(fā)明者寇寶泉, 張子?jì)? 羅俊 申請(qǐng)人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)