一种次级永磁型横向磁通直线电机.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115833521A(43)申请公布日2023.03.21(21)申请号202211577160.3(22)申请日2022.12.09(71)申请人中国矿业大学地址221000江苏省徐州市铜山区大学路1号中国矿业大学南湖校区(72)发明人付东山吴康伊王祥瑞司洪宇徐荣姬伍小杰黎桂材(51)Int.Cl.H02K41/02(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图11页(54)发明名称一种次级永磁型横向磁通直线电机(57)摘要本发明公开了一种次级永磁型横向磁通直线电机，包括初级部分和次级部分，所述初级部分由若干个结构相同的初级单元构成，初级单元包括初级铁芯和电枢绕组，每个初级铁芯中有多个凸极铁芯作为初级齿部，电枢绕组缠绕在初级齿上；所述次级部分由若干个次级铁芯、永磁体和固定轴组成，每个次级铁芯均有轭部和齿部，次级铁芯的齿部与初级铁芯的齿部对应；永磁体嵌于次级铁心轭部，在运动方向上相邻次级铁芯中永磁体的充磁方向相同一致。本发明可实现电机各相解耦、电磁相互独立；根据不同的场合，次级永磁体可以分块内置于各次级铁芯中，也可以沿轴向组合为一体贯穿次级结构，使电机具有效率高、力密度高、永磁体利用率高、设计灵活等优点。CN115833521ACN115833521A权利要求书1/1页1.一种次级永磁型横向磁通直线电机，其特征是：包括初级和次级两部分，初级部分是由若干个结构相同的初级单元构成，初级单元包括初级铁芯和电枢绕组，每个初级铁芯中有多个凸极铁芯作为初级齿部，其中，初级齿部可以呈V型，也可以呈带极靴的凸极结构，电枢绕组缠绕在初级齿上；次级部分由若干个次级铁芯、永磁体和固定轴组成，每个次级铁芯均有轭部和齿部，次级铁芯的齿部应对应初级铁芯的齿部；其中，初级齿部呈V型时，次级铁芯齿部为斜角结构，初级齿部呈带极靴的凸极结构时，次级铁芯齿部为带单侧极靴结构；永磁体始终内嵌于次级铁芯中，只需保证同一个次级铁芯中相邻的永磁体互相接近的那面磁极相同，且在电机运动方向上相邻次级导磁部件中的永磁体充磁方向一致；永磁体可以分块嵌于次级铁芯轭部，还可以沿轴向组合成整体贯穿整个次级部分；相邻次级铁芯按照不同方向交替排列固定在非导磁材料制成的固定轴上；初级和次级导磁材料可由铁芯硅钢片叠压而成。2.如权利要求1所述的一种次级永磁型横向磁通直线电机，其特征是：所述初级齿部呈带单侧极靴的凸极结构时，次级铁芯齿部对应初级齿的全部面积，两者之间形成弧形气隙。3.如权利要求1所述的一种次级永磁型横向磁通直线电机，其特征是：所述初级齿部呈V型时，次级铁芯齿部为斜角结构，相邻次级铁芯只对应初级齿的一半面积，两者之间形成斜气隙；在这种情况下，次级铁芯齿部在运动方向上无重合部分。4.如权利要求1所述的一种次级永磁型横向磁通直线电机，其特征是：所述初级单元中初级齿的个数、次级导磁部件中齿的个数与电机的极数相同，都为N（N=1,2,3,4,5……）。5.如权利要求1所述的一种次级永磁型横向磁通直线电机，其特征是：所述次级永磁体沿轴向组合为整体贯穿次级结构时，次级永磁体的个数与电机极数N相同，每块永磁体的长度与次级结构的长度相等；若次级永磁体分块内置在各次级导磁部件轭部时，次级永磁体的个数为K×N，K为固定轴上次级导磁部件的数量，每块永磁体的长度与次级导磁部件的厚度相等。6.如权利要求1所述的一种次级永磁型横向磁通直线电机，其特征是：所述电机中每相绕组不仅可以直接缠绕在初级磁极上，还可以通过初级铁芯槽形成回环结构。7.如权利要求1所述的一种次级永磁型横向磁通直线电机，其特征是：所述初级导磁部件与次级导磁部件的齿部之间存在气隙，可以将其构造成不规则结构，如斜气隙或弧形气隙等。8.如权利要求1所述的一种次级永磁型横向磁通直线电机，其特征是：所述次级导磁部件间距与次级导磁部件厚度的关系式。9.如权利要求1所述的一种次级永磁型横向磁通直线电机，其特征是：所述电机可以作为电动机也能作为发电机。2CN115833521A说明书1/5页一种次级永磁型横向磁通直线电机技术领域[0001]本发明涉及一种次级永磁型横向磁通直线电机。属于新型电机设计领域。背景技术[0002]直线电机在驱动直线运动负载时，省却了旋转电机的旋转到直线运动的转换机构，因而具有整体结构简单、位置精度高、响应速度快、噪声低等优势，使整个系统效率得到提高。近年来，随着直线驱动的应用越来越广泛，直线电机逐渐成为了研究与研发的热点之一，并且已经被广泛地应用于军事工业、航空航天、轨道交通、电磁弹射等领域。[0003]横向磁通直线永磁电机的运动方向与电机磁场路径所在平面垂直，电机的电路和电机磁路相对较为独立，与传统电机相比，横向磁通电机具有转矩密度高、设计灵活、电磁负荷解耦、控制方便