技术特征：
1.一种高推力密度圆筒型横向磁通永磁直线电机，其特征在于，包括次级和初级（2），所述次级包括内侧次级（1）和外侧次级（3），所述初级（2）位于所述内侧次级（1）与外侧次级（3）形成的圆环状空间内，所述初级（2）的运动方向与直线电机的轴线方向平行，所述内侧次级（1）与初级（2）之间、所述外侧次级（3）与初级（2）之间均形成电机的气隙。2.根据权利要求1所述的一种高推力密度圆筒型横向磁通永磁直线电机，其特征在于，所述初级（2）包括三个单相初级，三个所述单相初级分别形成直线电机的u相、v相和w相，所述初级（2）的轴向长度小于所述次级的轴向长度。3.根据权利要求2所述的一种高推力密度圆筒型横向磁通永磁直线电机，其特征在于，所述单相初级包括多个铁心组件，多个所述铁心组件沿着直线电机的轴向紧密排布，相邻两个所述铁心组件之间设置有初级间隔板（6），所述铁心组件包括初级铁心单元一（4）和初级铁心单元二（5），所述初级铁心单元二（5）与初级铁心单元一（4）之间贴合设置有所述初级间隔板（6），所述初级（2）上套有绕组（7），所述绕组（7）为跑道形集中式。4.根据权利要求3所述的一种高推力密度圆筒型横向磁通永磁直线电机，其特征在于，所述初级铁心单元一（4）和初级铁心单元二（5）均为圆环形状，所述初级铁心单元一（4）内外侧和初级铁心单元二（5）的内外侧均沿自身圆周方向均匀开设有多个齿槽（8），所述初级铁心单元一（4）内侧的齿槽（8）与外侧的齿槽（8）沿圆周方向交错排布，所述初级铁心单元二（5）内侧的齿槽（8）与外侧的齿槽（8）沿圆周方向交错排布，所述初级铁心单元一（4）的内侧齿中心线与相邻所述初级铁心单元二（5）内侧的槽中心线对齐，所述初级铁心单元一（4）的外侧齿中心线与相邻所述初级铁心单元二（5）外侧的槽中心线对齐，所述初级铁心单元一（4）与相邻所述初级铁心单元二（5）的间距与所述次级的极距相同。5.根据权利要求4所述的一种高推力密度圆筒型横向磁通永磁直线电机，其特征在于，所述绕组（7）置于所述初级铁心单元一（4）与初级铁心单元二（5）内外侧齿槽围绕而成的内外侧导体槽之中，同一相内的所述绕组依次首尾串联形成单相初级绕组。6.根据权利要求5所述的一种高推力密度圆筒型横向磁通永磁直线电机，其特征在于，所述内侧次级（1）为圆环形状，所述内侧次级（1）套装在电机轴（12），所述内侧次级（1）包括多个内次级铁心（9），任意两个相邻的所述内次级铁心（9）之间均设置有内次级永磁体（10），所述内次级铁心（9）与内次级永磁体（10）紧密排布，所述内次级永磁体（10）的充磁方向平行于自身轴线方向，任意相邻两个所述内次级永磁体（10）的充磁方向相反，多个所述内次级永磁体（10）全部沿直线电机的运动方向依次对齐。7.根据权利要求6所述的一种高推力密度圆筒型横向磁通永磁直线电机，其特征在于，所述外侧次级（3）为圆环形状，所述外侧次级（3）包括多个外次级铁心（11），任意两个相邻的所述外次级铁心（11）之间均设置有外次级永磁体（13），多个所述外次级永磁体（13）全部沿直线电机的运动方向依次对齐，且沿所述电机轴（12）半径方向同一截面的外次级永磁体（13）充磁方向与内次级永磁体（10）充磁方向相反，所述外次级铁心（11）与外次级永磁体（13）紧密排布，任意相邻两个所述外次级永磁体（13）的充磁方向相反；相邻两个所述外次级永磁体（13）之间的极距等于相邻两个所述内次级永磁体（10）之间的极距，相邻两个所述外次级永磁体（13）之间的极距等于所述初级铁心单元一（4）与相邻的所述初级铁心单元二（5）之间的极距。8.根据权利要求1所述的一种高推力密度圆筒型横向磁通永磁直线电机，其特征在于，
所述初级（2）为三相初级，直线电机的三相绕组均设置在所述初级（2）上，所述初级（2）的轴向长度大于所述次级的轴向长度。9.根据权利要求8所述的一种高推力密度圆筒型横向磁通永磁直线电机，其特征在于，所述初级（2）沿圆周方向均分为电机的三相，所述初级（2）包括铁心组件一，多个所述铁心组件一沿着直线电机的轴向紧密排布，相邻两个所述铁心组件一之间设置有初级间隔板一（14），所述铁心组件一包括初级铁心单元三（15）和初级铁心单元四（16），所述初级铁心单元三（15）与初级铁心单元四（16）之间贴合设置有所述初级间隔板一（14），所述初级（2）上套有绕组一（17），所述绕组一（17）为跑道形集中式。10.根据权利要求9所述的一种高推力密度圆筒型横向磁通永磁直线电机，其特征在于，所述内侧次级（1）设置有多个，多个所述内侧次级（1）沿着所述初级（2）的轴向紧密排列，所述内侧次级（1）包括三个单列次级单元（18），三个所述单列次级单元（18）沿初级（2）的圆周方向紧密排列成圆环形，所述单列次级单元（18）包括沿所述初级（2）轴向排列的扇形内次级铁心（19）和扇形内次级永磁体（20），任意相邻两个所述单列次级单元（18）内的扇形内次级永磁体（20）之间相互错开2/3的永磁体极距，所述外侧次级（3）设置有多个，多个所述外侧次级（3）沿着所述初级（2）的轴向紧密排列，所述外侧次级（3）包括三个单列次级（21），三个所述单列次级（21）沿初级（2）的圆周方向紧密排列成圆环形，所述单列次级（21）包括沿所述初级（2）轴向排列的扇形外次级铁心（22）和扇形外次级永磁体（23），任意相邻两个所述单列次级（21）内的扇形外次级永磁体（23）之间相互错开2/3的永磁体极距，其中，所述扇形内次级永磁体（20）的极距与扇形外次级永磁体（23）的极距相同，沿直线电机的轴线方向内，所述扇形内次级永磁体（20）的对称中心线与扇形外次级永磁体（23）的对称中心线对齐，且沿任一垂直于电机轴的平面内，所述扇形内次级永磁体（20）与相对应的所述扇形外次级永磁体（23）的充磁方向相反。
技术总结
本发明公开了一种高推力密度圆筒型横向磁通永磁直线电机，涉及直线电机技术领域，包括次级和初级，所述次级包括内侧次级和外侧次级，所述初级位于所述内侧次级与外侧次级形成的圆环状空间内，所述初级的运动方向与直线电机的轴线方向平行，所述内侧次级与初级之间、所述外侧次级与初级之间均形成电机的气隙。本发明构成的圆筒型横向磁通永磁直线电机能够提高直线电机初级侧的空间利用率，提高气隙磁通密度和推力密度；同时，能够实现直线电机各相间磁隔离，消除绕组间互感，控制简单，易模块化设计，解决了现有圆筒型直线电机铁心装配工艺复杂、空间利用率低、推力密度低的问题。推力密度低的问题。推力密度低的问题。
技术研发人员：杨小宝 周羽 罗波 刘柯
受保护的技术使用者：四川大学
技术研发日：2022.07.08
技术公布日：2022/8/5