多动子双边永磁直线电机及其分段供电方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115833431A(43)申请公布日2023.03.21(21)申请号202211319667.9H02P27/06(2006.01)(22)申请日2022.10.26(71)申请人浙江大学地址310058浙江省杭州市西湖区余杭塘路866号(72)发明人沈燚明李焱鑫卢琴芬方攸同(74)专利代理机构杭州求是专利事务所有限公司33200专利代理师林超(51)Int.Cl.H02K1/34(2006.01)H02K1/17(2006.01)H02K3/18(2006.01)H02K41/02(2006.01)H02P25/06(2016.01)权利要求书2页说明书7页附图6页(54)发明名称多动子双边永磁直线电机及其分段供电方法(57)摘要本发明公开了一种多动子双边永磁直线电机及其分段供电方法。包括动子模块和定子单元，定子单元固定，动子模块相对定子单元可直线运动；动子铁芯两侧开设有多个开口齿槽并间隔布置，位于动子铁芯左右两个端部处的齿上绕制有自供电绕组，剩余齿的齿槽布置有动子永磁体；定子铁芯一侧开设有多个半闭口齿槽并间隔布置，定子铁芯每间隔一个齿有凹槽，定子永磁体布置在凹槽内；同一定子模块的电枢绕组串联后经和上位机通信连接。本发明可同时利用两种励磁源，有效提高电机的推力密度，可感应出电动势，实现长行程下动子模块的无线缆供电，磁极错位型双边结构可大幅削弱动子模块所受单边法向力，提高电机可靠性，可实现模块化分段供电，节省系统能耗。CN115833431ACN115833431A权利要求书1/2页1.一种多动子双边永磁直线电机，包括动子模块(1)和定子单元(2)，一个定子单元(2)包括两个相对间隔布置的定子模块(21)，动子模块(1)安装于定子单元(2)的两个定子模块(21)之间并留有气隙，定子模块(21)保持固定，动子模块(1)相对于定子模块(21)沿运动方向可直线运动；所述动子模块(1)包括动子铁芯(11)，动子铁芯(11)在朝向定子模块(21)的一侧沿运动方向间隔开设有多个齿，相邻齿之间形成开口齿槽；所述定子模块(21)包括定子铁芯(211)和电枢绕组(213)，定子铁芯(211)在朝向动子模块(1)的一侧沿运动方向间隔开设有多个齿，相邻齿之间形成半闭口齿槽，定子永磁体(212)的齿上均绕制有电枢绕组(213)；其特征在于：包括多个定子单元(2)和多个动子模块(1)，多个定子单元(2)两侧的所述定子模块(21)各自在所在一侧沿着运动方向沿同一直线方向拼接布置；所述动子模块(1)还包括动子永磁体(12)和自供电绕组(13)，动子铁芯(11)在朝向定子模块(21)的两侧均设置有齿，且两侧的齿整体错位半个齿距，动子铁芯(11)每侧除了左右两个端部所在的齿槽以外的剩余齿槽内设置有动子永磁体(12)，且动子永磁体(12)和齿槽的内端面紧贴布置，位于动子铁芯(11)左右两个端部处的齿上绕制有自供电绕组(13)；所述定子模块(21)还包括定子永磁体(212)，定子铁芯(211)每间隔一个齿的齿端面上开设有一个凹槽，凹槽内设置定子永磁体(212)；同一定子单元(2)内两个定子模块(21)上的电枢绕组(213)相互串联串联后和数字化驱动单元电连接，不同所述定子单元(2)的电枢绕组(23)分别和数字化驱动单元独立地连接，数字化驱动单元和上位机通信连接。2.根据权利要求1所述的一种多动子双边永磁直线电机，其特征在于：所述的动子铁芯(11)和定子铁芯(211)均由硅钢片层叠构成且为整体冲片式齿槽结构，硅钢片沿垂直于运动方向且垂直于动子铁芯(11)和定子铁芯(211)的齿方向叠压而成。3.根据权利要求1所述的一种多动子双边永磁直线电机，其特征在于：所述的动子永磁体(12)和定子永磁体(212)均采用矩形结构且充磁方向均垂直于运动方向，同一定子单元(2)中两个定子模块(21)的定子永磁体(212)充磁方向相反，位于动子铁芯(11)两侧的动子永磁体(12)充磁方向相反，且位于同一侧气隙处的定子永磁体(212)和动子永磁体(12)充磁方向相同。4.根据权利要求1所述的一种多动子双边永磁直线电机，其特征在于：所述的动子永磁体(12)的几何中心线位于动子铁芯(11)的齿槽的几何中心线，定子永磁体(212)的几何中心线位于定子铁芯(211)的齿的几何中心线。5.根据权利要求1所述的一种多动子双边永磁直线电机，其特征在于：位于定子模块(21)上的定子永磁体(212)的数目是定子铁芯(211)齿槽数的一半。6.根据权利要求1所述的一种多动子双边永磁直线电机，其特征在于：所述的动子模块(1)的动子铁芯(11)单侧上的齿数设置为(kNph+2Nph+3)±1，动子铁芯(11)单侧上的动子永磁体(12)的个数设置为