专利名称：直线感应斥浮电动机的制作方法
技术领域：
本发明属于直线电机新型装置。此技术可以应用于高速列车、数控机床、磁 悬浮发射的技术领域。此项技术的核心是利用Halbach永磁体和短路线圈产生斥 浮力，实现定子与运动部件无接触，无摩擦，运行过程安全可控。利用单边直线 感应电机原理提供牵引推力。
背景技术：
磁悬浮发射和高速磁悬浮列车是直线电机应用，高速磁悬浮列车和磁悬浮 发射在运行时，依靠电磁吸力或电动斥力将车体悬浮于空中，与轨道无机械 接触，依靠直线电动机产生的电磁推力来实现列车牵引。它们以高速、安全、 无污染等特点引起人们越来越多的关注。
牵引高速磁悬浮列车的直线电机通常有直线同步电机，直线感应电机。
悬浮结构方式有斥浮式、吸浮式。
直线同步电机和长次级直线感应电机，其高速运动部分需要电源提供能 量，应用于磁悬浮发射时，高速运动部分供电较为困难。采用斥浮式结构定、 动子间可以获得更大的间隙。所以，提出一种应用于高速交通尤其适用于磁 悬浮发射的新型斥浮直线感应电机。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，而提供一种易于供 电的适用于磁悬浮发射的悬浮直线感斥浮应电机。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是一种直线感应斥浮电动机， 包括动子铁心、定子基座、定子绕组、悬浮永磁体以及激励绕组，所述的定子绕 组设置在定子基座的上端驱动所述的动子铁心转动，所述的悬浮永磁体与所述的 激励绕组相对设置，其中悬浮永磁体设置在定子基座上，激励绕组设置在动子铁 心上，所述的悬浮永磁体为水平和垂直布置的列阵永磁体，且与磁力绕组相对一 侧的磁场强度高于永磁体另一侧的磁场强度。
在所述的定子基座与动子铁心之间还设置有导向磁铁。本发明利用Halbach阵列永磁体高磁场的优点，应用于斥浮式直线感应电 机。新装置将Halbach阵列永磁体安装在动子上，与定子基座上的短路线圈在运 动过程中形成斥浮力，使动子悬浮实现无接触、无摩擦，在牵引力作用下达到高 速运行。采用单边长初级直线感应电机提供推力，解决了磁悬浮发射中，运动部 分不易提供电源的问题。
本发明与现有技术相比，具有如下优点
1、 采用具有高密度磁能积的永磁体，用于直线电机悬浮，能建立气隙磁场。 永磁体按照水平和垂直方向排列在一起，形成Halbach阵列，使得磁体一边的磁 场削弱，而另一边磁场提高30~40%。 Halbach永磁体建立比普通阵列永磁体建 立的气隙磁场强度高30%以上。在同样气隙要求下，获得的更大更稳定的悬浮力。
2、 牵引采用扁平单边直线感应电机，定子提供三相交流变频电源，转子采 用混合次级。其结构简单，控制方便。
3、 用于牵引高速磁浮列车或磁悬浮发射。当定子初级绕组通有三相交流电 时，在气隙空间产生一个形波磁场。它与动子感应电磁场进行作用，产生电磁推 力。由于采用单边直线感应电机结构，其动子结构简单，造价经济。Halbach永 磁体磁体阵列和基座上的激励绕组感生电流相互作用产生悬浮力，Halbach永磁
体产生的磁场波形更接近于正弦波形，激励绕组使产生悬浮力的有效轨道面积最 大化。能够维持气隙的稳定，提高列车的稳定运行性能。整个结构比较简单，更 加适合于高速磁悬浮列车和电磁发射系统！
图l是本发明的结构示意图。
图2是本发明永磁体的排列结构图。
具体实施例方式
下面结合附图，对本发明做详细说明，如图l所示，本发明直线感应斥浮电 动机，包括一种直线感应斥浮电动机，包括动子铁心l、定子基座3、定子绕组 2、悬浮永磁体4、激励绕组5以及导向磁铁6，定子绕组2设置在定子基座3 的上端驱动动子铁心1转动，悬浮永磁体4与激励绕组5相对设置，其中悬浮永 磁体4设置在定子基座2上，激励绕组5设置在动子铁心1上，悬浮永磁体4 为水平和垂直布置的列阵永磁体，也称Halbach阵列，且与磁力绕组5相对一侧 的磁场强度高于永磁体另一侧的磁场强度，当激励绕组5通电后，Halbach阵 列和激励绕组5在一定的速度以上产生稳定斥力，使动子悬浮达到无摩擦。 Halbach永磁体按照图2方向安装，靠近激励绕组那一面的磁场大。定子槽中放 置单层三相交流绕组，和动子的导磁板实现感应产生牵引电磁推力。测面导向磁 铁保证电机左右位置稳定。
列车启动时，通过一定的驱动绕组使电机悬浮加速到一定的速动，之后进入
悬浮线圈部分，在悬浮力的作用浮起来运动。定子三相交流绕组通电时，由交流 电和气隙磁场作用产生的电磁推力，推动列车高速运行。
权利要求
1、一种直线感应斥浮电动机，包括动子铁心(1)、定子基座(3)、定子绕组(2)、悬浮永磁体(4)以及激励绕组(5)，所述的定子绕组(2)设置在定子基座(3)的上端驱动所述的动子铁心(1)转动，所述的悬浮永磁体(4)与所述的激励绕组(5)相对设置，其中悬浮永磁体(4)设置在动子铁心上，激励绕组(5)设置在定子基座(3)上，其特征在于所述的悬浮永磁体(4)为水平和垂直布置的列阵永磁体，且与磁力绕组(5)相对一侧的磁场强度高于永磁体另一侧的磁场强度。
2、 根据权利要求l所述的直线感应斥浮电动机，其特征在于在所述的定 子基座(3)与动子铁心(1)之间还设置有导向磁铁(6)。
全文摘要
本发明公开了一种直线感应斥浮电动机，包括动子铁心、定子基座、定子绕组、悬浮永磁体以及激励绕组，定子绕组设置在定子基座的上端驱动所述的动子铁心转动，悬浮永磁体与所述的激励绕组相对设置，其中悬浮永磁体设置在动子上，激励绕组设置在定子基座上，悬浮永磁体为水平和垂直布置的列阵永磁体，且与磁力绕组相对一侧的磁场强度高于永磁体另一侧的磁场强度。新装置将Halbach阵列永磁体安装在动子上，与定子基座上的激励绕组在运动过程中形成斥浮力，使动子悬浮实现无接触、无摩擦，在牵引力作用下达到高速运行。采用单边长初级直线感应电机提供推力，解决了磁悬浮发射中，运动部分不易提供电源的问题。
文档编号H02N15/00GK101478272SQ20091002848
公开日2009年7月8日 申请日期2009年1月22日 优先权日2009年1月22日
发明者余海涛, 庄英超, 锋 李, 胡敏强, 磊 黄 申请人:东南大学