一种圆筒型单元化横向磁通直线开关磁阻电机.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN108631542A(43)申请公布日2018.10.09(21)申请号201810546629.4(22)申请日2018.05.31(71)申请人中国石油大学（华东）地址266580山东省青岛市黄岛区长江西路66号(72)发明人李祥林王晓阳(51)Int.Cl.H02K41/03(2006.01)权利要求书2页说明书4页附图3页(54)发明名称一种圆筒型单元化横向磁通直线开关磁阻电机(57)摘要本发明公开了一种圆筒型单元化横向磁通直线开关磁阻电机，该电机由圆筒型短初级和长次级同轴构成，二者之间设有气隙实现相对直线运动。所述短初级由若干沿运动方向等距间隔排列的初级单元构成，每个初级单元由若干沿运动方向等距间隔排列的初级相模块构成，每个初级相模块均由初级铁芯环、初级凸极、初级凸极裂齿和初级电枢绕组构成；所述长次级由若干沿运动方向等距间隔排列的次级栅极和传动轴构成。本发明采用横向磁通结构实现磁路和电路在几何设计上的解耦，设计灵活方便；本发明的短初级凸极上设置初级凸极裂齿，能够有效降低电机推力波动；本发明采用单元化和相模块化设计，利用单相轮流导通方式，有效提高电机输出推力稳定性。CN108631542ACN108631542A权利要求书1/2页1.一种圆筒型单元化横向磁通直线开关磁阻电机，它包括同轴设置的圆筒型短初级(1)、长次级(2)、以及均匀设置在短初级(1)和长次级(2)之间的气隙(3)，长次级(2)安放在短初级(1)内部，短初级(1)和长次级(2)可沿轴向实现相对直线运动；所述短初级(1)由n个沿运动方向等距间隔排列的初级单元(11)构成，其中n为正整数，每个初级单元(11)则由m个沿运动方向等距间隔排列的初级相模块(111)构成，其中m为相数，每个初级相模块(111)具有相同的圆环形结构，包括初级铁芯环(1111)、均匀间隔分布于初级铁芯环(1111)内表面且沿径向朝向内侧的初级凸极(1112)、沿径向凸出于初级凸极(1112)内表面且沿轴向间隔设置的初级凸极裂齿(1113)、以集中绕组形式绕制在初级凸极(1112)上的初级电枢绕组(1114)；所述长次级(2)包括若干沿运动方向等距间隔排列的圆环形次级栅极(21)、设置在次级栅极(21)内部的传动轴(22)；所述初级单元(11)中相邻初级相模块(111)之间的中心距：λ、电机相数：m、长次级(2)中相邻圆环形次级栅极(21)之间的中心距：τm，满足以下关系式(I)：λ＝(k+1/m)×τm(I)在式(I)中，k、m均为大于2的正整数；所述长次级(2)中相邻圆环形次级栅极(21)之间的中心距：τm、次级栅极(21)的轴向宽度：wm，满足以下关系式(II)：wm＝τm/2(II)所述初级相模块(111)的轴向宽度范围内应该覆盖完整的整数个次级栅极(21)，而且初级相模块(111)的每个初级凸极(1112)上所设置的初级凸极裂齿(1113)的个数与初级相模块(111)的轴向宽度范围内所覆盖的次级栅极(21)的个数相等；所述每个初级相模块(111)所包含的初级凸极(1112)的个数Ns应为偶数，即满足以下关系式(III)：Ns＝2j(III)在式(III)中，j为正整数。2.根据权利要求1所述的一种圆筒型单元化横向磁通直线开关磁阻电机，其特征在于，每个初级相模块(111)所包含的初级电枢绕组(1114)均属于同一相，则每个初级单元(11)所包含的m个初级相模块分属于m相，每个初级相模块(111)中的初级凸极(1112)上绕制的初级电枢绕组(1114)均采用相同的集中绕组绕制形式，且相邻初级电枢绕组(1114)反向串联，在通电后产生的磁场极性相反。3.根据权利要求2所述的一种圆筒型单元化横向磁通直线开关磁阻电机，其特征在于，位于同一个初级相模块(111)的初级电枢绕组(1114)为同一相，均同时通以直流电或同时断电，且处于不同初级单元(11)的属于相同相的初级相模块同时通电或同时断电，而每个初级单元(11)所包含的分属于m相的m个初级相模块则采用单相轮流通电方式，即每个时刻只有一相通电，其余(m-1)相不通电。4.根据权利要求1所述的一种圆筒型单元化横向磁通直线开关磁阻电机，其特征在于，所述初级铁芯环(1111)、初级凸极(1112)、初级凸极裂齿(1113)、次级栅极(21)由铁磁材料构成，优选硅钢片叠压而成。5.根据权利要求1所述的一种圆筒型单元化横向磁通直线开关磁阻电机，其特征在于，2CN108631542A权利要求书2/2页所述长次级(2)的传动轴(22)由非导磁材料构成，优选不锈钢。3CN108631542A说明书1/4页一种圆筒型单元化横向磁通直线开关磁阻电机技术领域[0001]本发明涉及一种