，其中τ为磁钢23的极距，其中L是直线电机的长度。
[0030]如图4所示，电枢组件10包括铁芯11、设置在铁芯11两端的上绝缘端板13和下绝缘端板14、以及环绕铁芯11的环形绕组12。具体地，上绝缘端板13和下绝缘端板14均布冗=2qm个用于分隔和定位环形绕组12的凸起，用于分隔和定位绕组，其中Z是直线电机的虚槽数，q是环形绕组12所跨磁钢23磁极的对数，m是直线电机的相数。
[0031]图4中(a)是绕U相绕组的组件示意图，(b)是三相绕组展开后的表示其空间关系的示意图，三相绕组沿圆周按120°电角度均匀分布。如图4所示，电枢组件10可以沿动子运动方向设有Z个虛槽，Z = 2qm = 6q，m = 3为三相永磁直线电机；U、V、W三相绕组，沿动子直线运动的方向环形绕制形成三相独立绕组或者所述三相绕组中点相连形成Y连接方式。
[0032]可以理解地，电枢组件10还可以沿动子运动方向设有Z个虛槽，Z = 2qm = 4q，m=2为两相永磁直线电机；A、B两相绕组，沿动子直线运动的方向环形绕制，形成两相独立绕组。
[0033]铁芯11为若干方形硅钢片叠压而成的方形铁芯11。如图2所示，直线电机的铁损性质为铁芯11表面祸流损耗，米用娃钢片制成而成的铁芯11，可有效抑制铁芯11表面的祸流损耗，而由于采用沿直线电机动子运动方向环形绕制的环形绕组12，并使电枢组件10处于斥力磁场内，使得铁芯11内部的磁力线与电机的动子运动方向一致，产生的涡流损耗极小甚至不产生涡流损耗，进而使本实施例所提供的直线电机与传统直线电机相比，铁损数值大幅下降。具体地，方形娃钢片的厚度为0.2?0.5_，可进一步减小铁芯11表面铁损，使直线电机适用尚速尚频运行。
[0034]具体地，该基于环形绕组和斥力磁场的直线电机还包括连接电枢组件10和磁钢组件20的直线导轨支撑组件(图中未示出)，用于支撑并保持电枢组件10和磁钢组件20上对置的两排磁钢23之间的气隙。可以理解地，直线导轨支撑组件可以用于驱使电枢组件10相对磁钢组件20运动，此时，电枢组件10为动子，第一磁钢单元和第二磁钢单元为定子，电枢组件10相对于第一磁钢单元和第二磁钢单元沿直线导轨运动，共同构成单动子、双定子的斥力磁场直线电机。
[0035]可以理解地，该直线导轨支撑组件还可以用于驱使磁钢组件20相对电枢组件10运动的直线导轨支撑组件，此时，电枢组件10为定子，第一磁钢单元和第二磁钢单元为动子，第一磁钢单元和第二磁钢单元相对于电枢组件10沿直线导轨运动，共同构成单定子、双动子的斥力磁场直线电机。
[0036]具体地，磁钢组件20还包括用于连接第一背铁21和第二背铁22的衔接件24，电枢组件10还包括用于固定铁芯11的底座15，衔接件24和底座15分别与直线导轨支撑组件相连，并在直线导轨支撑组件控制下做直线运动。
[0037]可以理解地，本发明通过采用斥力磁场和环形线圈绕组技术，有效地提升了气隙磁密，压缩了磁路长度，大幅度地减小了绕组端部，使直线电机具有更大的输出力矩，同时降低了电枢组件10中环形绕组12的铜损和铁芯11的铁损，节能和高效。
[0038]实施例1
[0039]本发明提供一种基于环形绕组和斥力磁场的三相直线电机，如图1所示，当直线导轨支撑组件允许电枢组件10相对磁钢组件20运动时，图中电枢组件10的环形绕组12、环形绕组12所在的铁芯11、环形绕组12与铁芯11之间的上绝缘端板13和下绝缘端板14成为动子，磁钢23、第一背铁21、第二背铁22、以及第一背铁21和第二背铁22间的衔接件24成为定子，共同构成单动子、双定子的直线电机；其中，定子和动子均呈直线型。
[0040]本实施例中直线电机的电枢组件10由三相环形绕组12构成，如图4所示，其中图4(a)是绕了 U相绕组的组件示意图，图4(b)是三相环形绕组12展开后的表示其空间关系的示意图，三相环形绕组12沿圆周按120°电角度均匀分布。环形绕组12与铁芯11间的上绝缘端板13和下绝缘端板14安装在环形绕组12所在铁芯11上，然后将三相环形绕组12嵌入到上绝缘端板13和下绝缘端板14内，构成电枢组件10，可以理解地，铁芯11固定在底座15上。
[0041]本实施例中直线电机的两排磁钢23分别贴在第一背铁21和第二背铁22的内侧。两排磁钢23的磁极数均为2P或2P+1，且两排磁钢23中的相向的磁钢23极性相同，即同为N极或S极，呈“相斥磁场”。
[0042]由于两排磁钢23的磁极为同极相对，从而保证极大部分磁力线垂直进入环形绕组12及其所在铁芯11，环形绕组12切割磁力线产生有效力矩，而磁力线在进入环形绕组12所在铁芯11后随即偏转90°，形成与直线电机运动方向一致的切向磁场，如图3所示。本实施例中，使直线电机铁损的性质为铁芯11表面涡流损耗。由于铁芯11采用硅钢片叠压而成，抑制了铁芯11表面涡流损耗，而铁芯11内部的磁力线与直线电机运动方向一致，不产生涡流损耗；故本实施例所提供的基于环形绕组和斥力磁场的直线电机的铁损的与传统直线电机相比，数值上有大幅下降，并且该直线电机的环形绕组12的端部非常小，直线电机的全部绕组都可以产生力矩。综上，本实施例中的基于环形绕组和斥力磁场的直线电机的功率密度大、体积小，空间利用好，体积不变的功率密度增加100%。
[0043]如图4所示，基于环形绕组和斥力磁场直线电机的环形绕组12设计，使环形绕组12的端部尺寸减半，从而使绕组线圈的铜损减少30%左右，环形绕组12的绕制方法更加简便，容易实现全自动绕线，使直线电机的可靠性和一致性提高。本实施例中，环形绕组12所在铁芯11娃钢片的厚度为0.35mm，可以进一步减少表面铁损，使直线电机适应尚速尚频运行。
[0044]实施例2
[0045]本发明提供一种基于环形绕组和斥力磁场的三相直线电机，如图1所示，当直线导轨支撑组件允许磁钢组件20相对电枢组件10运动时，图中磁钢23、第一背铁21、第二背铁22、以及第一背铁21和第二背铁22间的衔接件24成为动子，电枢组件10的环形绕组12、环形绕组12所在的铁芯11、环形绕组12与铁芯11之间的上绝缘端板13和下绝缘端板14成为定子，共同构成单定子、双动子的直线电机；其中，定子和动子均呈直线型。
[0046]本实施例中直线电机的电枢组件10由三相环形绕组12构成，如图4所示，其中图4(a)是绕了 U相绕组的组件示意图，图4(b)是三相环形绕组12展开后的表示其空间关系的示意图，三相环形绕组12沿圆周按120°电角度均匀分布。环形绕组12与铁芯11间的上绝缘端板13和下绝缘端板14安装在环形绕组12所在铁芯11上，然后将三相环形绕组12嵌入到上绝缘端板13和下绝缘端板14内，构成电机组件，可以理解地，铁芯11固定在底座15上。
[0047]本实施例直线电机的两排磁钢23分别贴在第一背铁21和第二背铁22的内侧。两排磁钢23的磁极数均为2P或2P+1，且两排磁钢23中的相向磁钢23极性相同，即同为N极或S极，呈“相斥磁场”。
[0048]由于两排磁钢23的磁极为同极相对，从而保证极大部分磁力线垂直进入环形绕组12及其所在铁芯11，环形绕组12切割磁力线产生有效力矩，而磁力线在进入环形绕组12所在铁芯11后随即偏转90°，形成与直线电机运动方向一致的切向磁场，如图3所示。本实施例是，使直线电机铁损的性质成为铁芯11表面涡流损耗。由于铁芯11采用硅钢片叠压而成，抑制了铁芯11表面涡流损耗，而铁芯11内部的磁力线与直线电机运动方向一致，不产生涡流损耗，本实施例所提供的基于环形绕组和斥力磁场的直线电机的铁损的与传统直线电机相比，数