槽磁体8表面极性与凸铁3表面极性一致。
[0024]图14为双边凸极halbach复合阵列结构示意图，所述的凸极永磁halbach复合阵列沿halbach磁体阵列弱磁区一纵向轴线镜像为双边平板型凸极永磁halbach复合阵列。
[0025]图15、图16双边凸极halbach复合阵列组成的双边直线电机结构示意图及剖面图，凸极永磁halbach复合阵列围绕纵向轴线将凸极永磁halbach复合阵列的横向首尾两端相接卷成圆柱形，成为圆筒型凸极永磁halbach复合阵列。
[0026]将此圆筒型凸极永磁halbach复合阵列作为次级，与通电初级绕组配合形成圆筒型凸极halbach永磁直线电机，如图15、图16、图20、图21、图22所示，其中图22为圆筒型凸极halbach永磁直线电机三维结构示意图，图24为凸极磁体阵列两侧表面分别紧贴设置一组halbach磁体阵列，构成双层凸极halbach复合阵列，与次级配合形成双边直线电机。
[0027]图17-图19所示为本发明的一种凸极halbach复合阵列及永磁电机结构及应用示意图，将单边或双边平面型凸极永磁halbach复合阵列作为次级，与通电初级绕组配合形成单边或双边平面型凸极halbach永磁直线电机。其中，图17、图18为单边型，图19为双边型。
[0028]图20、图21所示为本发明的一种凸极halbach复合阵列及永磁电机结构及应用示意图，所述的凸极永磁halbach复合阵列沿halbach磁体阵列弱磁区一横向轴线将凸极永磁halbach复合阵列的纵向首尾两端相接卷成圆环形，成为旋转型凸极永磁halbach复合阵列，该旋转型凸极永磁halbach复合阵列中的凸铁3的表面铺设或连接一层连接薄片11，将水平磁体5和凸铁3包围在内，并将各凸铁3彼此连接成一个整体，连接薄片11为导磁薄片或导电薄片，或为槽内嵌导电体12的带开口槽或半闭口槽或闭口槽的导磁齿槽薄片，槽内各内嵌导电体12通过端部短路环连成一体。其中，图20连接薄片为槽内嵌导电体的导磁齿槽薄片示意图，图21连接薄片为导磁薄片或导电薄片示意图。
[0029]将此旋转型凸极永磁halbach复合阵列作为次级，与通电初级绕组配合形成旋转型凸极halbach永磁旋转电机，如图20、图21所示。
[0030]上述凸极永磁halbach复合阵列，可将凸铁3的两个横向端部通过相应侧的连接件与磁性或非磁性轭部相连接，形成坚固统一的凸极永磁halbach复合阵列。
[0031]上述实施例中，所述的磁体可以采用永磁体，或者超导磁体，或者电励磁体，根据具体的需要而定。一般来说，优先采用钕铁硼材料制成的强磁性永磁体。
[0032]图23为本发明所述的凸极halbach永磁直线电机磁场有限元仿真磁力线分布图，从中可以看出，除了难以避免的气隙(凸铁3)表面和初级槽口区域及halbach轭部出现少量漏磁外，本发明的次级轭部区域漏磁很小，因此，本发明的电机推力可大幅提高。较好解决了现有直线电机出力小、成本高、体积大等制约工程应用的瓶颈问题。
[0033]上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种凸极halbach复合阵列，包括带轭部或不带轭部的halbach磁体阵列，其特征在于:凸极halbach复合阵列包括单层凸极halbach复合阵列和/或双层凸极halbach复合阵列，带轭部或不带轭部的halbach磁体阵列紧贴不带轭部或带轭部的凸极磁体阵列表面设置构成单层凸极halbach复合阵列，凸极磁体阵列两侧表面分别紧贴设置halbach磁体阵列，构成双层凸极halbach复合阵列，凸极磁体阵列由导磁凸铁和水平磁体交替贴装而成，凸铁两侧的水平磁体在凸铁上形成聚磁的凸铁极，halbach磁体阵列由法向磁体和纵向磁体交替贴装组成。2.根据权利要求1所述的一种凸极halbach复合阵列，其特征在于:凸极磁体阵列中的凸铁、水平磁体的截面为矩形、梯形、三角形、“凸”字形或半圆形，halbach磁体阵列中的法向磁体和纵向磁体的截面为矩形、梯形、三角形或半圆形。3.根据权利要求2所述的一种凸极halbach复合阵列，其特征在于:在凸极磁体阵列中的凸铁表面开设至少一个开口槽，开口槽中设置有凸槽磁体，凸槽磁体表面极性与相应凸铁表面极性一致。4.根据权利要求3所述的一种凸极halbach复合阵列，其特征在于:凸铁上设置有至少一个导电体，导电体的横向端部通过导电环或导电片连成一体。5.根据权利要求4所述的一种凸极halbach复合阵列，其特征在于:凸铁上设置有至少一个空腔，空腔内设置有导电体，各凸铁上的导电体横向端部通过导电环或导电片连成一体；或者在凸铁的表面铺设或连接一层连接薄片，将各凸铁彼此连接成一个整体，连接薄片为导磁薄片或导电薄片或导磁导电复合薄片或为带槽的导磁齿槽薄片，槽内嵌导电体，导电体横向端部通过导电环或导电片连成一体。6.根据权利要求4中所述的一种凸极halbach复合阵列，其特征在于:所述的水平磁体、法向磁体和纵向磁体为永磁体、超导磁体或者电励磁体。7.根据权利要求1-6中任一权利要求所述的一种凸极halbach复合阵列，其特征在于:至少有一组凸铁或者凸铁和轭部的两横向端部通过连接件连接，形成统一的凸极halbach复合阵列。8.根据权利要求7所述的一种凸极halbach复合阵列，其特征在于:所述的凸极halbach复合阵列围绕一纵向轴线将凸极halbach复合阵列的横向两端首尾相连卷成圆筒形，成为圆筒型凸极halbach复合阵列。9.根据权利要求7所述的一种凸极halbach复合阵列，其特征在于:所述的凸极halbach复合阵列沿一横向轴线将凸极halbach复合阵列的纵向两端首尾相连卷成圆形，形成旋转型凸极halbach复合阵列。10.据权利要求7所述的一种凸极halbach复合阵列，其特征在于:两个单层凸极halbach复合阵列面对面分开设置构成双边型单层凸极halbach复合阵列，或背靠背设置构成共轭双边型单层凸极halbach复合阵列。11.根据权利要求10所述的一种凸极halbach复合阵列，其特征在于:所述的双边型单层凸极halbach复合阵列两边的横向端部连接件连接成一体，形成U型单层凸极halbach复合阵列。12.应用权利要求1-11中任一权利要求所述的一种凸极halbach复合永磁电机，其特征在于:以所述的凸极halbach复合阵列作为次级，与相应的初级配合构成凸极halbach永磁电机。13.根据权利要求12所述的一种凸极halbach复合永磁电机，其特征在于:所述的凸极halbach复合阵列与相应的初级构成凸极halbach永磁直线电机，旋转型凸极halbach复合阵列与相应的初级构成凸极halbach永磁旋转电机，圆筒型凸极halbach复合阵列与相应的初级构成圆筒型凸极halbach永磁直线电机。
【专利摘要】本发明属于电机与电器领域，具体涉及一种凸极halbach复合阵列及永磁电机。凸极halbach复合阵列，包括halbach磁体阵列，凸极halbach复合阵列包括单层凸极halbach复合阵列和/或双层凸极halbach复合阵列，halbach磁体阵列紧贴凸极磁体阵列表面设置构成单层凸极halbach复合阵列，凸极磁体阵列两侧表面分别设置halbach磁体阵列，构成双层凸极halbach复合阵列，凸极halbach复合阵列与相应的次级构成永磁电机，本发明利用halbach磁体阵列弱磁区漏磁很小的特点，将凸极磁体阵列与halbach磁体阵列紧贴，与通电绕组配合形成凸极halbach永磁电机，可将凸极磁体阵列漏磁大幅降低甚至完全消除，大幅降低电机体积和制造使用成本，特别适用于长行程、大功率和大推力直线电机工程应用场合。较好解决了直线电机工程应用的瓶颈问题。
【IPC分类】H02K1/08, H02K41/02
【公开号】CN105305767
【申请号】CN201510844728
【发明人】汪旭东, 许孝卓
【申请人】焦作市华鹰机电技术有限公司
【公开日】2016年2月3日
【申请日】2015年11月30日