低速高推力密度直线电机.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102412700A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102412700A(43)申请公布日2012.04.11(21)申请号201110443116.9(22)申请日2011.12.27(71)申请人东南大学地址210096江苏省南京市四牌楼2号(72)发明人樊英於锋邹国棠程明(74)专利代理机构南京苏高专利商标事务所(普通合伙)32204代理人柏尚春(51)Int.Cl.H02K41/03(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图1页(54)发明名称低速高推力密度直线电机(57)摘要本发明涉及一种低速高推力密度直线电机，该装置包括电机短初级、与电机短初级相对设置且隔一条气隙(5)的电机长次级；电机短初级包括定子铁芯(1)、均匀分布在定子铁芯(1)外周的定子齿(3)、定子绕组(2)、定子永磁体(4)；定子铁芯(1)采用开口槽定子结构，即定子铁芯（1）上开设有定子槽（8），定子永磁体(4)均匀分布在相邻的两个定子齿(3)之间，定子绕组(2)嵌入定子槽(8)内；电机长次级包括动子轭(7)，动子永磁体(6)；动子永磁体(6)沿水平方向间隔地且等距离地嵌放在动子轭(7)上。本发明采用定子齿代替磁齿轮中的调磁环，简化加工工艺，提高装置的可靠性，减小系统制造成本。CN10247ACCNN110241270002412713A权利要求书1/1页1.一种低速高推力密度直线电机，其特征在于：该电机包括电机短初级、与电机短初级相对设置且隔一条气隙(5)的电机长次级；电机短初级包括定子铁芯(1)、均匀分布在定子铁芯(1)外周的定子齿(3)、定子绕组(2)、定子永磁体(4)；定子铁芯(1)采用开口槽定子结构，即定子铁芯（1）上开设有定子槽（8），定子永磁体(4)均匀分布在相邻的两个定子齿(3)之间，定子绕组(2)嵌入定子槽(8)内；电机长次级包括动子轭(7)，动子永磁体(6)；动子永磁体(6)沿水平方向间隔地且等距离地嵌放在动子轭(7)上。2.根据权利要求1所述的低速高推力密度直线电机，其特征在于：该电机只有一层气隙(5)，分布在定子铁芯(1)与动子轭(7)之间。3.根据权利要求1所述的低速高推力密度直线电机，其特征在于：定子永磁体(4)材料和动子永磁体(6)材料均为稀土钕铁硼，每块永磁体均采用径向充磁，定子永磁体(4)和动子永磁体(6)在气隙两侧的极性相反。4.根据权利要求1所述的低速高推力密度直线电机，其特征在于：定子齿(3)与定子槽(8)组合用于进行磁场调制，且满足长度均为L的短初级定子齿个数等于长次级动子永磁体极对数与短初级电枢绕组极对数之和。5.根据权利要求1所述的低速高推力密度直线电机，其特征在于：定子绕组（2）是由三相电枢绕组组成，每相由若干个集中绕组线圈组成。6.根据权利要求1所述的低速高推力密度直线电机，其特征在于：定子铁芯(1)和动子轭(7)的材料均为硅钢片。2CCNN110241270002412713A说明书1/3页低速高推力密度直线电机技术领域[0001]本发明涉及一种新型磁场调制式永磁直驱直线电机，可实现低速高推力密度，属于直线电机技术。背景技术[0002]永磁同步直线电机具有结构简单、反应速度快、随动性好、免维护等突出优点，在高性能直线驱动系统获得广泛应用。然而，其也存在推力波动幅值大的明显缺点，直接影响定位和轨迹跟踪精度，带来低速时的运动平稳性问题。通常的调速措施只能获得低速，并不增加转矩，限制了永磁同步直线电机性能的提高和应用领域的扩大。传统采用齿轮箱作为中间环节进行调速，以增加电机次级速度，而齿轮箱使整个传动系统体积和重量增加，同时还有噪声、磨损、响应慢等问题。磁场调制式永磁电机是一种最近提出的直驱式电机，它的核心部分是磁齿轮的应用，磁齿轮是一种新型的齿轮结构，它具有噪声低、可靠性高、转矩传输能力大、过载保护等优点。然而，也存在结构复杂，需较高的工艺水平。因此，有必要提出一种新型磁场调制式永磁直线电机。发明内容[0003]技术问题：本发明针对传统直线电机在低速时推力密度相对较低的问题，提出一种低速高推力密度直线电机，解决现有传动装置中的机械增速齿轮箱功率密度低、机械磨损和噪音等问题，同时对新型磁齿轮复合电机双气隙机构进行改进，省去由导磁块和非导磁材料构成的调磁固定部件，并在定子齿间上嵌入永磁体，本发明的内容是围绕直线电机具有低速高推力密度运行性能而进行设计的。[0004]技术方案：为解决上述技术问题，本发明提供了一种低速高推力密度直线电机，该装置包括电机短初级、与电机短初级相对设置且隔一条气隙的电机长次级；电机短初级包括定子铁芯、均匀分布在定子铁芯外周的定子齿、定子绕组、定子永磁体；定子铁芯采用开口槽定子结构，即定子铁芯上开设有定子槽，定子永磁体均匀分布在相