并联磁路圆筒型永磁直线同步电机制造技术

并联磁路圆筒型永磁直线同步电机，具体涉及电机领域，它解决了现有纵向磁通永磁直线同步电机存在的结构复杂、散热效果差、温升高，电机极距与齿距宽度存在冲突的问题，它的每个相电枢铁心单元包括ｉ＋１个圆环形铁心与ｉ个铁心段间隔环，并沿轴向依次间隔排列；一个圆环形铁心与一个铁心段间隔环的轴向厚度之和等于２τ↓［ｐ］，沿轴向相邻两个相电枢单元的中心线之间的距离Ｌ↓［ｔ］与沿轴向永磁体阵列的永磁体的极距τ↓［ｐ］之间满足关系为Ｌ↓［ｔ］＝ｋτ↓［ｐ］±（１／ｍ）τ↓［ｐ］，每个相电枢铁心单元的开有２ｎ个齿槽，相电枢绕组单元的线圈缠绕在相电枢铁心单元的齿上，相邻齿上的线圈绕向相反，齿上所有线圈串联连接组成一个相电枢绕组单元，同相的相单元电枢绕组串联或并联组成一个相电枢绕组。它作为电动机或发电机使用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术具体涉及一种永磁直线同步电机。
技术介绍
现有的纵向磁通圆筒型永磁直线同步电机的结构如图7所示。当电枢铁 心采用硅钢片叠成时，由于叠片方向为轴向，永磁体以及绕组通电产生的电 枢磁场方向有一部分会与叠片方向相同，在铁心中形成较大的涡流，产生较 大的涡流损耗，并且铁心叠片工艺复杂，加工成本高；如果采用实心铁心， 虽然工艺简单、成本低，但铁心会产生更大的涡流损耗，大大降低电机的效 率。同时，由于相与相之间都存在磁耦合，这一方面会因互感的存在影响电 流的控制精度；另一方面也会因每一相绕组通电产生的磁通所经过的磁路较 长而使定子铁耗较大，从而限制了电机效率的进一步提高。另外，由于电机 的涡流损耗大、散热困难，致使电机的温升高、寿命短。而且当次级极距较 小时，使得电枢铁心齿宽与槽宽无法得到保证，电机的材料利用率低，性能 变差。
技术实现思路
本专利技术为了解决现有纵向磁通永磁直线同步电机存在的结构复杂、散热 效果差、温升高，电机极距与齿距宽度存在冲突的问题，而提出的一种并联 磁路圆筒型永磁直线同步电机。并联磁路圆筒型永磁直线同步电机，它包括初级、次级和气隙；次级包 括永磁体阵列和轴筒；永磁体阵列固定设置在轴筒上；初级包括相电枢单元 和机壳；相电枢单元沿轴向依次排列在机壳内；相电枢单元包括相电枢铁心 单元和相电枢绕组单元；每个相电枢铁心单元包括i+l个圆环形铁心与i个 铁心段间隔环，其中i为正整数；所述的i+l个圆环形铁心与i个铁心段间隔 环沿轴向依次间隔排列； 一个圆环形铁心与一个铁心段间隔环的轴向厚度之 和等于2、，其中Tp为永磁体极距；沿轴向相邻两个相电枢单元的中心线之 间的距离Lt与沿轴向永磁体阵列的永磁体的极距巧之间满足关系为Lt=kTp± (l/m)Tp，其中m、 k均正整数，m为电机的相数，m^3;每个相电枢铁心单元的内圆周上沿轴向均匀开有2n个齿槽，其中n为正整数，相电枢绕组单元 的线圈缠绕在相电枢铁心单元的齿上，并且相邻齿上的线圈绕向相反，每个 相电枢铁心单元的齿上所有线圈串联连接组成一个相电枢绕组单元，同相的 相单元电枢绕组串联或并联连接组成一个相电枢绕组。本专利技术并联磁路圆筒型永磁直线同步电机的结构，消除了相间互感，提 高了电机的电流及电磁力控制精度和效率；同时，电机的散热效果好、温升 低、寿命长；可实现模±夹化、电机极距与齿距的最优化。本专利技术的直线电机 既可以作为电动机使用，也可以作为发电机使用，具有广阔的应用前景。附图说明图1是本专利技术的直线电机结构示意图；图2是本专利技术的直线电机左视图； 图3是永磁体阵列5在具体实施二中平面展开示意图；图4是永磁体阵列5 在具体实施三中平面展开示意图；图5是具体实施方式六次级的左视图；图 6是具体实施方式六中次级结构示意图；图7是现有纵向磁通圆筒型永磁直 线同步电机的结构示意图。具体实施例方式具体实施方式一结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式包括初 级、次级和气隙；次级包括永磁体阵列5和轴筒6;永磁体阵列5固定设置 在轴筒6上；初级包括相电枢单元1和机壳2;相电枢单元l沿轴向依次排 列在机壳2内；相电枢单元1包括相电枢铁心单元3和相电枢绕组单元4;其特征在于每个相电枢铁心单元3包括i+l个圆环形铁心31与i个铁心段间 隔环32，其中i为正整数；所述的i+l个圆环形铁心31与i个铁心段间隔环 32沿轴向依次间隔排列； 一个圆环形铁心31与一个铁心段间隔环32的轴向 厚度之和等于2tp，其中Tp为永磁体极距；沿轴向相邻两个相电枢单元1的 中心线之间的距离Lt与沿轴向永磁体阵列5的永磁体的极距巧之间满足关系 为L产kTp士(l/m)Tp，其中m、 k均正整数，m为电机的相数，m^3;每个相电 枢铁心单元3的内圆周上沿轴向均匀开有2n个齿槽，其中n为正整数，相电 枢绕组单元4的线圈缠绕在相电枢铁心单元3的齿上，并且相邻齿上的线圈 绕向相反，每个相电枢铁心单元3的齿上所有线圈串联连接组成一个相电枢 绕组单元4，同相的相单元电枢绕组4串联或并联连接组成一个相电枢绕组。铁心段间隔环32由非导磁材料构成。电机既可为外初级、内次级结构，也可 为外次级、内初级结构。电机既可为动初级结构，也可为动次级结构。具体实施方式二结合图3说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式一不同点在于次级增加了 2n个非磁性间隔条7，永磁体阵列5包括m个 扇形永磁体52和m-l个瓦片形永磁体51，扇形永磁体52为轴向充磁，瓦片 形永磁体51为径向充磁，m个扇形永磁体52和m-l个瓦片形永磁体51沿 轴向相间排列组成一列永磁条，2n列永磁条与2n条非磁性间隔条7沿圆周 方向相间排列，每轴向或者圆周方向相邻的两块扇形永磁体52的充磁方向相 反；每轴向或者圆周方向相邻的两块瓦片形永磁体51的充磁方向相反；与上 表面为N极的瓦片形永磁体51相邻的两块扇形永磁体52的充磁方向均指向 所述瓦片形永磁体51;与上表面为S极的瓦片形永磁体51相邻的两块扇形 永磁体52的充磁方向均为背向所述瓦片形永磁体51。其它组成和连接方式 与具体实施方式一相同。具体实施方式三结合图4说明本实施方式，本实施方式与具体实施方 式一不同点在于次级还增加了 2n个非磁性间隔条7，永磁体阵列5包括m 个扇形永磁体52和m-l个瓦片形导磁轭53，扇形永磁体52为轴向充磁，m 个扇形永磁体52和m-l个瓦片形导磁轭53沿轴向相间排列组成一列永磁条， 2n列永磁条与2n条非磁性间隔条7沿圆周方向相间排列，每轴向或者圆周 方向相邻的两块扇形永磁体52的充磁方向相反。其它组成和连接方式与具体 实施方式一相同。 具体实施方式四结合图5和图6说明本实施方式，本实施方式与具体 实施方式一不同点在于次级增加了次级铁心，次级铁心包括j+l个次级圆环 形导磁轭8和j个次级隔磁环9，其中j为正整数；j+l个次级圆环形导磁轭 8与j个次级隔磁环9沿轴向依次间隔排列在轴筒6上，永磁体阵列5包括 4nXj个平板形永磁体54，平板形永磁体54沿厚度方向平行充磁，4n个平 板形永磁体54嵌入一个次级圆环形导磁轭8中，所述的4n个平板形永磁体 54沿圆周方向平均分为2n个磁极，所述的每个磁极由两块平板形永磁体54 组成，所述的两块平板形永磁体54产生的磁力线并联，所述的两块平板形永 磁体54在圆周方向所形成的角度为360°/ (2n) 180°;每相邻的两个磁极的永磁体的充磁方向相反，沿轴向每相邻两个圆环形导磁轭8中平板形永磁 体54的充磁方向相反。其它组成和连接方式与具体实施方式一相同。具体实施方式五本实施方式与具体实施方式一至四不同点在于所述 电机为单相电机，并且L产kTp。其它组成和连接方式与具体实施方式一相同。具体实施方式六本实施方式与具体实施方式一至四不同点在于所述 电机为两相电机，并且Lt=kTp± (1/4)xp。其它组成和连接方式与具体实施方式 一相同。本
技术实现思路
不仅限于上述各实施方式的内容，其中一个或几个具体实施 方式的组合同样也可以实现专利技术的目的。权利要求1、并联磁路圆筒型永磁直线同步电机，它包括初级、次级和气隙；次级包括永磁体阵列(5)和轴筒(6)；永磁体阵列(5)固定设置在轴筒(6)上；初级包括相电枢单元(1)和机壳(2)；相电枢单元本文档来自技高网...

【技术保护点】
并联磁路圆筒型永磁直线同步电机，它包括初级、次级和气隙；次级包括永磁体阵列（５）和轴筒（６）；永磁体阵列（５）固定设置在轴筒（６）上；初级包括相电枢单元（１）和机壳（２）；相电枢单元（１）沿轴向依次排列在机壳（２）内；相电枢单元（１）包括相电枢铁心单元（３）和相电枢绕组单元（４）；其特征在于每个相电枢铁心单元（３）包括ｉ＋１个圆环形铁心（３１）与ｉ个铁心段间隔环（３２），其中ｉ为正整数；所述的ｉ＋１个圆环形铁心（３１）与ｉ个铁心段间隔环（３２）沿轴向依次间隔排列；一个圆环形铁心（３１）与一个铁心段间隔环（３２）的轴向厚度之和等于２τ↓［ｐ］，其中τ↓［ｐ］为永磁体极距；沿轴向相邻两个相电枢单元（１）的中心线之间的距离Ｌ↓［ｔ］与沿轴向永磁体阵列（５）的永磁体的极距τ↓［ｐ］之间满足关系为Ｌ↓［ｔ］＝ｋτ↓［ｐ］±（１／ｍ）τ↓［ｐ］，其中ｍ、ｋ均正整数，ｍ为电机的相数，ｍ≥３；每个相电枢铁心单元（３）的内圆周上沿轴向均匀开有２ｎ个齿槽，其中ｎ为正整数，相电枢绕组单元（４）的线圈缠绕在相电枢铁心单元（３）的齿上，并且相邻齿上的线圈绕向相反，每个相电枢铁心单元（３）的齿上所有线圈串联连接组成一个相电枢绕组单元（４），同相的相单元电枢绕组（４）串联或并联连接组成一个相电枢绕组。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：寇宝泉，李鹏，周维正，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：93[中国|哈尔滨]