一种双边永磁体励磁横向磁通切换直线电机.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115833523A(43)申请公布日2023.03.21(21)申请号202211577107.3(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罗胜(51)Int.Cl.H02K41/03(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图9页(54)发明名称一种双边永磁体励磁横向磁通切换直线电机(57)摘要本发明公开了一种双边永磁体励磁横向磁通切换直线电机，包括初级机构和次级机构，初级机构包括多个结构相同的初级单元，每个初级单元包括导磁部件、电枢绕组和永磁体，其中，N个导磁部件和N个永磁体组成N个磁极和导磁轭部，电枢绕组缠绕在磁极上；所述次级机构包括导磁部件、永磁体和固定轴，永磁体可分块嵌入各次级导磁部件轭部，也可以将轴向上的永磁体组合成一个整体，使其贯穿于每个次级导磁部件中，在运动方向上相邻次级单元中的永磁体充磁方向相同。本发明可以实现电机的双边永磁体励磁，还保持了横向磁通直线电机各相隔离解耦、电磁相互独立的优点，使电机具有效率高、转矩密度高、永磁体利用率高、设计灵活等优点。CN115833523ACN115833523A权利要求书1/1页1.一种双边永磁体励磁横向磁通切换直线电机，其特征是：包括初级和次级两部分，初级部分包括若干个结构相同的初级单元，每个初级单元包括初级导磁部件、电枢绕组和永磁体，其中，一个初级导磁部件的一个齿通过一个永磁体和另一个初级导磁部件的一个齿共同形成一个磁极，电枢绕组缠绕于该磁极上；次级部分包括若干个次级导磁部件、固定轴和永磁体，导磁部件均有轭部和齿部，相邻两个次级导磁部件的相应齿部分别对应初级磁极两边的导磁部件的齿部，次级导磁部件在非导磁材料制成的固定轴上依次排列固定，而永磁体可分块嵌入各次级导磁部件轭部，也可以将轴向上的永磁体组合成一个整体，使其贯穿于每个次级导磁部件中；无论采用何种方法，只需保证在轴向上相邻次级导磁部件中的永磁体充磁方向相同，并且与电机内部磁通流向一致；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所述的一种双边永磁体励磁横向磁通切换直线电机，其特征是：所述初级单元中磁极和初级导磁部件的个数、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……）。3.如权利要求1所述的一种双边永磁体励磁横向磁通切换直线电机，其特征是：所述次级永磁体可以沿轴向组合成整体贯穿在次级机构中，次级永磁体的个数也与电机极数N相同，每块永磁体的长度与整个次级结构长度相等；次级永磁体也可以分块内置在各次级导磁部件轭部，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。4.如权利要求1所述的一种双边永磁体励磁横向磁通切换直线电机，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的气隙可以构造成不规则结构，如斜气隙或弧形气隙等。5.如权利要求1所述的一种双边永磁体励磁横向磁通切换直线电机，其特征是:所述的初级导磁部件与次级导磁部件齿部之间存在气隙，它们两两呈中心对称分布。6.如权利要求1所述的一种双边永磁体励磁横向磁通切换直线电机，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所述的一种双边永磁体励磁横向磁通切换直线电机，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。8.如权利要求1所述的一种双边永磁体励磁横向磁通切换直线电机，其特征是:所述直线电机既能作为发电机也能作为电动机。2CN115833523A说明书1/5页一种双边永磁体励磁横向磁通切换直线电机技术领域[0001]本发明涉及一种双边永磁体励磁横向磁通切换直线电机。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、低速特性优良等特点，其应用领域也日益扩展，尤其适合低速大功率驱动场合。横向磁通电机极大地缩短了磁路长度，减小了铁磁材料的用量和铁耗，在一定范围内提高了磁能变化率，进而提高了电机的出力。[0004]根据永磁体放置位置的不同，横向