专利名称：一种磁路连通的直线电机的制作方法
技术领域：
本发明涉及直线电机技术领域，具体说是一种磁路连通的直线电机。
背景技术：
直线电机被认为是最有前途的直线运输系统动力装置。由于直线电机本身构造的 原因，存在由于磁路断开所引起的纵向端部效应损耗和初级与次级间运行气隙大。这两个 原因造成了直线电机能源利用率低，从而导致了直线电机发明100年来，不能在交通领域 广泛应用。目前城市轻轨系统单边直线感应电机实际效率只有30%左右(理论效率0.75， 输出推力40% )，与传统旋转电机驱动的轨道交通相比，直线感应电机驱动的轨道交通要 多耗能30%左右。根据目前电力系统发电热效率40%左右，直线电机做为运输工具的动 力，其能源利用总效率在12%左右，这个效率与目前交通体系的汽车、火车、飞机相比，毫无 优势。能耗大，效率低，成为制约直线电机普及应用于交通系统的最大瓶颈。直线电机结构由于磁路断开，存在着纵向端部效应(endeffect)。纵向端部效应可 分为静态纵向端部效应和动态端部效应两种。端部效应增加了直线电机初级与次级间的 附加运行阻力和附加损耗，减少了直线电机的有效输出，严重影响了直线电机的效率和性 能。如果能将纵向端部效应漏磁通损耗加以回收和利用，则可直接提高直线电机的电能利 用效率。
发明内容
针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种磁路连通的直线电机， 可回收直线电机纵向端部效应漏磁通损耗，改善提高了功率因数，提高了电能利用率，减少 了直线电机由于磁路断开引起的端部效应造成的电磁污染。为达到以上目的，本发明采取的技术方案是一种磁路连通的直线电机，包括初级31和次级32，其特征在于所述初级31为闭 合磁路，包括至少一个初级磁路34和至少一个连通磁路35，初级磁路34和连通磁路35连 接形成闭合磁路，漏磁通感应线圈绕组33装绕在连通磁路35上，直线电机初级绕组36装绕在初级 磁路34上。在上述技术方案的基础上，所述初级磁路34使用的导磁材料与现有的直线电机 使用的导磁材料相同，所述连通磁路35使用的导磁材料与初级磁路或现有的变压器使用 的导磁材料相同，所述漏磁通感应线圈绕组33与现有的变压器的绕组材料相同，所述直线电机初 级绕组36与现有的直线电机绕组材料相同。在上述技术方案的基础上，所述初级31包括一条由导磁材料构成的初级磁路 34，一条由导磁材料构成的连通磁路35，所述连通磁路35置于初级磁路34上方，初级磁路 34左右两端通过连通磁路35连接形成环形的闭合磁路。
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在上述技术方案的基础上，所述初级31包括一条由导磁材料构成的初级磁路 34，两条由导磁材料构成的连通磁路35，所述连通磁路35置于初级磁路34的左右二侧，初 级磁路34前后两端通过连通磁路35连接形成环形的闭合磁路。在上述技术方案的基础上，所述初级31包括一条由导磁材料构成的初级磁路 34，一条由导磁材料构成的连通磁路35，所述连通磁路35置于初级磁路34的左侧或右侧， 初级磁路34前后两端通过连通磁路35连接的闭合磁路。在上述技术方案的基础上，所述初级31包括三条平行排列的、由导磁材料构成 的初级磁路34，两条由导磁材料构成的“E”形的连通磁路35，所述连通磁路35分别置于初 级磁路34的左端和右端，初级磁路34左右两端通过连通磁路35连接形成“日”形的闭合 磁路。在上述技术方案的基础上，所述初级31包括两条平行排列的、由导磁材料构成 的初级磁路34，两条由导磁材料构成的“[”形的连通磁路35，所述连通磁路35分别置于初 级磁路34的左端和右端，初级磁路34左右两端通过连通磁路35连接形成矩形的闭合磁 路。在上述技术方案的基础上，所述初级31包括两个以上初级磁路34首尾连接、串 联为一体，再和连通磁路35连接形成闭合磁路，构成长初级。本发明所述的磁路连通的直线电机，可回收直线电机纵向端部效应漏磁通损耗， 改善提高了功率因数，提高了电能利用率，减少了直线电机由于磁路断开引起的端部效应 造成的电磁污染。
本发明有如下附图
图1变压器原理示意图，
图2直线电机原理示意图，
图3垂直式方案原理示意图，
图4水平式方案原理示意图，
图5三相单列式方案原理示意图，
图6单相双列式方案原理示意图，
图7串联安装方案原理示意图，
图8直线电机供电原理图，
图9现有直线电机等效电路图，
图10漏磁通回收的直线电机等效电路图。
具体实施例方式以下结合附图对本发明作进一步详细说明。图1为变压器原理示意图，变压器是一种静止的电器，它利用电磁感应作用将一 种电压、电流的交流电能转接成同频率的另一种电压、电流的电能。变压器中最主要的部件 是第一、第二铁心11、12和第一、第二绕组13、14，它们构成了变压器的器身。变压器的铁 心既是磁路，又是套装绕组的骨架。铁心由心柱和铁轭两部分组成，心柱用来套装绕组，铁轭将心柱连接起来，使之形成闭合磁路。为减少铁心损耗，铁心用厚0. 30 0. 35mm的硅钢 片叠成，片上涂以绝缘漆，以避免片间短路。在大型电力变压器中.为提高磁导率和减少铁 心损耗，常采用冷轧硅钢片；为减少接缝间隙和激磁电流，有时还采用由冷轧硅钢片卷成的 卷片式铁心。第一、第二绕组13、14是变压器的电路部分，用纸包或纱包的绝缘扁线或圆线 绕成。其中输入电能的第一绕组13亦可称为一次绕组、原绕组、初级绕组或原边，输出电能 的第二绕组14亦可称为二次绕组、副绕组、次级绕组或次边，它们通常套装在同一个心柱 上或套装在不同的心柱上。第一、第二绕组13、14具有不同的匝数、电压和电流，其中电压 较高的绕组称为高压绕组，电压较低的称为低压绕组。对于升压变压器，一次绕组为低压绕 组，二次绕组为高压绕组；对于降压变压器，情况恰好相反，高压绕组的匝数多、导线细；低 压绕组的匝数少、导线粗。图2为现有的直线电机原理示意图，直线电机也是一种电能转换电器，它利用电 磁感应作用，将输入初级绕组线圈的电能转换成“动边”与“定边”相对直线机械运动的机 械能。直线电机相对地面移动的一边称为“动边”，另一边则称为“定边”，“动边”可以是直 线电机的初级，也可以是直线电机的次级。图2中的直线电机的“动边”为初级22，“定边” 为次级23，初级绕组21装绕在初级22上，由于初级22的长度短于次级23，因此被称为“短 初级”，反之则称为“长初级”。从原理上说，直线电机与变压器都是通过电磁感应作用转换能量的电器装置。不 同的是变压器将电能转换成不同电压、电流的电能，直线电机将电能转换成“动边”与“定 边”相对直线机械运动的机械能。结构上看，变压器的“初级”和“次级”磁路是连通的闭合 磁回路，而直线电机的“初级”和“次级”是分开的，初级磁路是断开的。由电磁感应原理可知，如果将直线电机“次级”换成绕组，并与“初级”相对固定，当 直线电机的“初级”水平移动磁场通过切割“次级”绕组线圈时，同样可以在“次级”绕组线 圈中感应出电流，从而将输入到“初级”的电能，转换成“次级”不同电压、电流的电能。在 这种情况下，由于直线电机的初级磁路是断开的，磁损耗必然大大高于磁路闭合的变压器， 其电能转换效率必然大大低于磁路闭合的变压器。如果将“初级”磁路联结，使之形成闭合 回路，相当于将旋转电机的“转子”做为“初级”，当“初级”产生的旋转磁场通过切割“定子” 绕组线圈时，同样可在“定子”绕组线圈中产生感应电流。因此可以判定，如果将直线电机的 “初级”磁路连接使之形成闭合磁回路，直线电机由于磁路断开而产生的端部效应损耗，其 表现形式必然是一个交变磁通，这个交变漏磁通必然会沿着磁阻小的闭合磁回路移动。这 就是“直线电机边纵向端部效应磁损耗回收原理”的物理学原理根据。一、回收直线电机纵向端部效应漏磁通损耗，改善提高功率因数，提高电能利用率以下简述直线电机纵向端部效应磁损耗回收原理比较变压器与直线电机的运行 原理，二者不同点在于磁路的“闭合”与“断开”。由电磁原理推理，如果将交流感应直线电 机“初级”的磁路连通，使初级磁路与“连接磁路”形成闭合磁路，直线电机的端部效应产生 的交变漏磁通必然会沿着磁阻小的“连接磁路”流动。如果同时在“连接磁路”的合适部位 上装绕“漏磁通感应线圈(漏磁通感应线圈绕组)”，直线电机的交变漏磁通必然会在“漏 磁通感应线圈”中产生感应电流。将此感应电流经处理后反送回电网，由电网再次输入直 线电机，从而达到直线电机纵向端部效应漏磁通损耗的回收利用。或者将“漏磁通感应线 圈”做为阻尼线圈，用于调整直线电机输出功率及工作状态。现有的直线电机由于初级磁路断开，端部效应产生的交变漏磁通必然以电磁波的形式发散在空气中，从而形成电磁污染。 “连接磁路”接通断开的初级磁路，使交变漏磁通在闭合磁路中流动，可避免这一问题，这对 于普及推广直线电机应用有着更深远的意义。我们可以将直线电机端部效应磁损耗回收(原理)看成由两部分组成。一部分由 直线电机“初级”与直线电机“次级”组成，交变电流在初级绕组产生水平移动磁场，在次级 产生相应的的感应电流，感应电流产生的磁场与初级绕组产生水平移动磁场相互作用力， 推动“动边”相对“定边”产生位移。另一部分由直线电机“初级”与“漏磁通感应线圈”组 成，电流在初级绕组产生水平移动磁场后，在磁路末端通过接通的磁路穿过漏磁通感应线 圈，在“漏磁通感应线圈”产生感应电流，此时“漏磁通感应线圈”相当于变压器的次级。这 种直线电机结构使输入到直线电机“初级”的电能，一部分转换为水平运动机械能，一部分 转换为电能并加以重复利用，从而达到提高直线电机电能利用率的目的。根据上述原理，本发明所述的磁路连通的直线电机，包括初级(直线电机初级)31 和次级(直线电机次级)32，其特征在于所述初级31为闭合磁路，包括至少一个初级磁路(直线电机初级磁路)34和至少 一个连通磁路35，初级磁路34和连通磁路35连接形成闭合磁路，漏磁通感应线圈绕组33装绕在连通磁路35上，直线电机初级绕组36装绕在初级 磁路34上。所述初级磁路34使用的导磁材料与现有的直线电机使用的导磁材料相同，所述 连通磁路35使用的导磁材料与初级磁路或现有的变压器使用的导磁材料相同，所述漏磁通感应线圈绕组33与现有的变压器的绕组材料相同，所述直线电机初 级绕组36与现有的直线电机绕组材料相同。在上述技术方案的基础上，如图3所示的垂直式方案中，所述初级31包括一条由 导磁材料构成的初级磁路34，一条由导磁材料构成的连通磁路35，所述连通磁路35置于初 级磁路34上方，初级磁路34左右两端通过连通磁路35连接形成环形的闭合磁路。在上述技术方案的基础上，如图4所示的水平式方案中，所述初级31包括一条由 导磁材料构成的初级磁路34，两条由导磁材料构成的连通磁路35，所述连通磁路35置于初 级磁路34的左右二侧，初级磁路34前后两端通过连通磁路35连接形成环形的闭合磁路。 作为另一种可选择的水平式方案，所述初级31包括一条由导磁材料构成的初级磁路34， 一条由导磁材料构成的连通磁路35，所述连通磁路35置于初级磁路34的左侧或右侧，初级 磁路34前后两端通过连通磁路35连接的闭合磁路。在上述技术方案的基础上，如图5所示的三相单列式方案中，所述初级31包括三 条平行排列的、由导磁材料构成的初级磁路34，两条由导磁材料构成的“E”形的连通磁路 35，所述连通磁路35分别置于初级磁路34的左端和右端，初级磁路34左右两端通过连通 磁路35连接形成“日”形的闭合磁路。每条直线电机初级磁路相互为对方的连通磁路的一 部分。从图5中可见，当直线电机的初级绕组为单相绕组时，直线电机初级绕组其磁路 结构与三相电力变压器十分相似。相应的直线电机初级绕组与漏磁通感应线圈33联接方 法与三相电力变压器相似，可以有星型联接与三角形联接。在上述技术方案的基础上，如图6所示的单相双列式方案中，所述初级31包括
6两条平行排列的、由导磁材料构成的初级磁路34，两条由导磁材料构成的“[”形的连通磁 路35，所述连通磁路35分别置于初级磁路34的左端和右端，初级磁路34左右两端通过连 通磁路35连接形成矩形的闭合磁路。从图6中可见，双列磁回路是将两台直线电机水平并列排放，二者初级磁路互为 对方的连通磁路的一部分。上述技术方案的基础上，所述初级31包括两个以上初级磁路34首尾连接、串联 为一体，再和连通磁路35连接形成闭合磁路，构成长初级。图7为一种可选择的构成长初 级的具体实施例，其给出了包含3个初级磁路34的长初级，3个初级磁路34首尾串行放置， 由连通磁路35连接形成闭合磁路(连通磁路35和每一个初级磁路34的两端均相连)，构 成长初级。同样原理，可适用于图3 6所述各技术方案。上述技术方案中，直线电机电源相数可以是单相、三相，或其它能够被360度整除 的数目，如4相、5相、6相、8相、9相等。当直线电机的初级绕组为N相绕组时，漏磁通感应 线圈33的感应电流的频率理论上是直线电机初级绕组输入电源频率的N倍；当直线电机初 级绕组为单相绕组时(即单相感应直线电机)，漏磁通感应线圈33的感应电流的频率与输 入电源频率相同。直线电机供电原理图如图8所示，基本有两种供电方式。一种是直流电(DC)经 逆变器，转换为可调频交流电向直线电机供电；另一种是交流电(AC)经调频器(亦称变频 器)向直线电机供电。通过逆变器或调频器可将直流电或交流电调整成不同相数和不同频 率的交流电向直线电机供电。图9为现有直线电机等效电路图，其中励磁阻抗=Rm+Xm，初级绕组阻抗=Rk+Xk,纵向端部效应折合电阻re,次级导体初级换算电阻r2。图10为漏磁通回收的直线电机等效电路图，其中漏磁通绕组折合电压-U2，漏磁通励磁阻抗=Rm2+Xm2,漏磁通绕组阻抗=Rk2+Xk2，漏磁通绕组负载折合电阻re2。漏磁通回收等效电路相当于直线电机端部效应等效电路并联一个相应的变压器 等效电路。当没有漏磁通回收绕组时，相当于Rm2，Xm2支路断开，且Rk2，Xk2 = 0，此时漏 磁通绕组折合电阻等于纵向端部效应折合电阻，即Re = Re2，此时上面两个等效电路相同。二、避免法向吸力由于安装方法造成的50%有害附加阻力，提高车辆运行效率直线电机初级与次级间的法向吸力，在钢次级的情况下约为推力的10倍左右。这 个法向吸力，在多数情况下是对直线电机的运行是不利的，需要加以克服。以目前城市轻轨 系统的直线电机的安装方式为例直线电机“动边”安装在车体的下部，“动边”受到向下的法向吸力，“动边”的受力 方向与车辆重力(地球引力)方向相同，法向吸力对“动边”的作用力必然通过车体传导作 用在铁轨上，相当于增加了车辆重量，加大车辆轮轨间的压力，增大了车辆滚动摩擦阻力，其结果是以增加能耗形式反映在直线电机效率上。按直线电机推力/输入比40N/KVA计 算，法向吸力10倍为400N/KVA，约为40kg/KVA。以目前高速铁路和谐号CHR2A为例，该车 1列8箱，最高运营速度250km/h，载客量610人，编组输出4800kw，人均功率7. 87kw/人。 如果直线电机车辆达到此人均功率，即使不考虑功率因数，即7. 87KVA/人计算，人均法向 吸力为40*7. 87 = 315kg/人，全车315*610/1000 = 192吨。相当于CHR2A全车编组总重 345吨的55. 65%，等于额外增加了 55. 65%的重量。因此，目前城市轻轨系统的直线电机 安装使用方法，从节能角度讲，是极不合理的。以日本直线电机地铁为例，单位车辆空重装 机容量为60-80KVA/吨，而和谐号CHR2A只有13. 9IKff/吨。如果直线电机按60KVA/吨装 机容量，输出推力按40%计算，法向吸力10倍时产生的附加重量大约在960kg/吨，几乎相 当于增加了 100%的车重。目前世界上在运行的以直线电机为动力的城市轻轨系统较以旋 转电机为动力的轻轨系统多耗电30%左右，与直线电机的这种安装使用方法，有着直接关 系。笔者认为，这也是世界首条以直线电机为动力的城市轻轨系统自1985年在加拿大温哥 华运行以来，一直无法全面取代以旋转电机为动力的城市轻轨系统的根本原因。本人在2008年提出的“地下供电直线电机牵引公路运输方法”(简《地下直线电 机牵引》)则可避免直线电法向吸力带来的不利影响，并可利用法向吸力，使直线电机法向 吸力成为有利因素。《地下直线电机牵引》与城市轻轨直线电机安装方法不同在于，《地下直线电机牵 引》将直线电机安装在地下，将“动边”置于“定边”的下方，通过“牵引、拖拽杆”由地下伸 出地面拖拽、牵引地面车辆行走。《地下直线电机牵引》不仅仅使直线电机做为动力装置与 车辆分离开来，同时使直线电机的法向吸力对“动边”的作用力与地球的引力方向相反，这 两点改变带来以下效果2. 1《地下直线电机牵引》从方法上解决了法向吸力“通常情况下是有害的”这一 问题，较城市轻轨安装方法减少50%由于法向吸力造成的滚动运行阻力。《地下直线电机牵引》直线电机做为动力装置与车辆分离开来，法向吸力对“动边” 的作用力不能通过车体传导作用在铁轨上，因此，法向吸力不再加大车辆轮轨间的压力， 增大车辆滚动摩擦阻力，从方法上解决了法向吸力“通常情况下是有害的”这一问题。按直 线电机单位车辆空重装机容量为60KVA/吨，推力输入比40N/KVA，10倍法向吸力，输出推力 按40%计算:40*60*0. 4*10/9. 81 = 978. 59kg，即每吨车辆重量增加100%。采用《地下直 线电机牵引》方法可减少50%由于法相吸力造成的运行滚动阻力。2. 2《地下直线电机牵弓I》可利用法向吸力使直线电机成为“既产生水平推力，又 产生悬浮力”的交通动力装置。《地下直线电机牵引》使法向吸力对“动边”的作用力方向与直线电机本身的“重 力”方向相反，因此可通过适当的设计，利用法向吸力对“动边”的作用力，克服直线电机本 身的的重力，使“动边”悬浮起来，使之成为“既产生水平推力，又产生悬浮力，，的交通动力
直ο以直线电机3.23N/kg(注)推力质量比计算，推力输入比40N/KVA，法向吸力10 倍,法向吸力约 40*10*/9. 81 = 40. 77kg/KVA，相应重量为 40/3. 23 = 12. 38kg/KVA。由此可 见，当法向吸力对“动边”的作用力方向与直线电机本身的“重力”方向相反的情况下，法向 吸力有足够的余力克服直线电机的重力，将直线电机本身“悬浮”起来。磁悬浮列车虽然也
8利用了法向吸力对“动边”作用力产生的浮力，但需要将车辆及直线电机全部都悬浮起来， 因此需要额外的电磁浮力。《地下直线电机牵引》仅需将电动机本身浮起，所需浮力小，一方 面节能，另一方面易于控制“动边”与“定边”间的运行“气隙”。注美国8々0)( 公司0^032160531直线电机，连续推力445队质量137.61^，推力 质量比约为3. 23N/kg。2. 3通过减轻车身重量，达到节能效果。《地下直线电机牵引》相对和谐号CHR2A可 减轻车身重量78%，相当于减少了 68%的运行滚动阻力。《地下直线电机牵引》实现了动力装置与车辆分离，车辆本身无需携带动力装置及 相应的发动机、电动机、变速、传动、电源、变频等装置，因此车身重量可大大减轻，产生明 显的节能效果。以温哥华轻轨车辆3200型为例，该车辆自重19吨，定员175人，人均车重 19000/175 = 108kg/人，而和谐号动车组CHR2A为565kg/人，波音747-400约为341kg/ 人。综合考虑人均车重按120kg/人计算，相对和谐号CHR2A车身可减轻重量78%，考虑人 均重量80kg/人，与和谐号CHR2A相比，在载客量相同的情况下，可减少68%的车辆运行滚 动阻力。三、降低运行“气隙” 12mm到6mm，提高直线电机运行效率100%直线电机技术之所以在发明100年后的今天，之所以仍然不能广泛应用于交通运 输系统，与其说是直线电机技术问题所造成，不如说是“气隙”过大导致直线电机能源使用 效率过低使之。“气隙”过大的原因不在于直线电机技术，而在于自动控制技术。自动控制 技术无法满足高速、大冲击力的自动控制要求。直线电机技术应用于交通运输系统，带来两 个主要问题一是车辆运行速度高，二是车辆本身质量大。车辆在高速运行时，速度高导致 车辆振动频率高，质量大导致车辆振动产生的冲击力大。振动频率高要求自动控制系统的 数据采集系统灵敏度高，响应速度快，冲击力大要求自动控制系统的执行机构要执行速度 快，执行力度大。即使车辆运行在相对平稳的铁轨和磁悬浮运行条件下，直线电机的运行气 隙依然只能控制在10-12mm左右，相应的输出推力大约在40%左右。导致这一结果的主要 原因，是车辆质量过大，执行机构的执行力度和执行速度无法满足要求。3. 1直线电机“气隙”由12mm降至6mm时，输出推力增加一倍，效率提高100% ；当“气隙” 12mm(l/2英寸)时，直线电机的输出推力仅为40 %，当“气隙”降至 6mm(l/16英寸)时，输出推力为80%，输出推力输出增加了一倍。也就是说，当“气隙”由 12mm降至6mm时，直线电机的电能利用效率可提高一倍。《地下直线电机牵引》通过“拖拽 杆”牵引车辆，使直线电机动力装置与车辆分离，车体与“动边”的连接由钢性连接变为柔 性连接。“拖拽杆”相当于杠杆，由杠杆定义“在力的作用下绕一固定点转动”，可知车辆振动 造成的上下位移冲击力对杠杆的原点_固定点，不能产生任何位移变化，因此车辆高速运 行振动产生的冲击力不能对直线电机“动边”产生位移影响，这就给控制和降低直线电机运 行“气隙”提供了力学原理依据。由本文1. 2节所述，在直线电机自悬浮运行状态下，通过电 磁排斥力的电磁铁平衡法向吸力，通过控制电磁排斥力的大小，使直线电机运行“气隙”控 制在最小值。如果将运行“气隙”由10-12mm降低至5-6mm，直线电机的输出推力将由40% 提高到80 %，提高直线电机运行效率100 %。禾Ij用排斥力电磁铁间距越小，排斥力越大这一特点，将“气隙”控制在5mm以内，从
理论和工程角度看是可行的。
3. 2.通过“拖拽杆”牵引地效飞行器，减小运行阻力75% ；《地下直线电机牵引》通过“拖拽杆”使直线电机动力装置与车辆分离，同时使车 辆相对牵引动力可以有一定的上下左右的伸缩活动余地，这个活动余地，使直线电机可以 成为地效飞行器的动力。航空界有观点认为，地效飞行器可成为21世纪的交通工具。现有 地效飞行器用航空发动机为动力，由于利用地面效产生的升力效应，在距地面0. 5-1. 0左 右飞行时，可获得较高的升力和较高的能源利用效率。直线电机与地效飞行器结合，则可创 造出一种全新的地面交通方式。传统轮轨式地面交通车辆，运行中受到滚动阻力和空气阻 力两种阻力。一般地说，在滚动阻力等于空气阻力这一速度点，利用地面效应和翼身一体 等辅助升力装置，使车辆浮起，运行在空气中，即可去掉全部滚动阻力，达到节能50%的效 果。《地下直线电机牵引》通过减轻车辆重量，在相同速度，同样载客量情况下，车身重量比 CHR2A动车组可减少78%，由于车身重量减轻，相应车身体积和车身正面迎风空气阻力面 积同样可减少50%，由空气阻力计算公式(注)可知，相应的空气阻力也减少50%。因此可 以判定，车辆在地效飞行状态下，通过减轻车辆重量和减小空气阻力面积，直观判断即可减 少运行阻力75%。和谐号CHR2A载客100人，长25m，宽3. 38m,高3. 7m,底面积25*3. 38 = 84. 5m2，《地下直线电机牵引》人均车重120kg/人，人均重80kg/人，100人总重20，000kg,每 平方米载荷为20，000/84. 5 = 237kg/平方米。对比民航客机空中客车A330翼载荷630kg/ 平方米，可以认为在速度大于150km/h时，考虑地面效应，可产生足够的升力使直线电机牵 引地效飞行器运行在空气中，同时还可以在车身与地面间增加磁垫浮力装置，以加大浮力。注空气阻力计算公式F =空气阻力；A =阻力面积；Cd =阻力系数；Q =空气密 度；V =速度；
权利要求
一种磁路连通的直线电机，包括初级(31)和次级(32)，其特征在于所述初级(31)为闭合磁路，包括至少一个初级磁路(34)和至少一个连通磁路(35)，初级磁路(34)和连通磁路(35)连接形成闭合磁路，漏磁通感应线圈绕组(33)装绕在连通磁路(35)上，直线电机初级绕组(36)装绕在初级磁路(34)上。
2.如权利要求1所述的磁路连通的直线电机，其特征在于所述初级磁路(34)使用的 导磁材料与现有的直线电机使用的导磁材料相同，所述连通磁路(35)使用的导磁材料与 初级磁路或现有的变压器使用的导磁材料相同，所述漏磁通感应线圈绕组(33)与现有的变压器的绕组材料相同，所述直线电机初级 绕组(36)与现有的直线电机绕组材料相同。
3.如权利要求1或2所述的磁路连通的直线电机，其特征在于所述初级(31)包括 一条由导磁材料构成的初级磁路(34)，一条由导磁材料构成的连通磁路(35)，所述连通磁 路(35)置于初级磁路(34)上方，初级磁路(34)左右两端通过连通磁路(35)连接形成环 形的闭合磁路。
4.如权利要求1或2所述的磁路连通的直线电机，其特征在于所述初级(31)包括 一条由导磁材料构成的初级磁路(34)，两条由导磁材料构成的连通磁路(35)，所述连通磁 路(35)置于初级磁路(34)的左右二侧，初级磁路(34)前后两端通过连通磁路(35)连接 形成环形的闭合磁路。
5.如权利要求1或2所述的磁路连通的直线电机，其特征在于所述初级(31)包括 一条由导磁材料构成的初级磁路(34)，一条由导磁材料构成的连通磁路(35)，所述连通磁 路(35)置于初级磁路(34)的左侧或右侧，初级磁路(34)前后两端通过连通磁路(35)连 接的闭合磁路。
6.如权利要求1或2所述的磁路连通的直线电机，其特征在于所述初级(31)包括 三条平行排列的、由导磁材料构成的初级磁路(34)，两条由导磁材料构成的“E”形的连通 磁路(35)，所述连通磁路(35)分别置于初级磁路(34)的左端和右端，初级磁路(34)左右 两端通过连通磁路(35)连接形成“日”形的闭合磁路。
7.如权利要求1或2所述的磁路连通的直线电机，其特征在于所述初级(31)包括 两条平行排列的、由导磁材料构成的初级磁路(34)，两条由导磁材料构成的“[”形的连通 磁路(35)，所述连通磁路(35)分别置于初级磁路(34)的左端和右端，初级磁路(34)左右 两端通过连通磁路(35)连接形成矩形的闭合磁路。
8.如权利要求1或2所述的磁路连通的直线电机，其特征在于所述初级(31)包括 两个以上初级磁路(34)首尾连接、串联为一体，再和连通磁路(35)连接形成闭合磁路，构 成长初级。
全文摘要
本发明涉及一种连通磁路的直线电机，包括初级(31)和次级(32)，其特征在于所述初级(31)为闭合磁路，包括至少一个初级磁路(34)和至少一个连通磁路(35)，初级磁路(34)和连通磁路(35)连接形成闭合磁路，漏磁通感应线圈绕组(33)装绕在连通磁路(35)上，直线电机初级绕组(36)装绕在初级磁路(34)上。本发明所述的连通磁路的直线电机，可回收直线电机纵向端部效应漏磁通损耗，改善提高了功率因数，提高了电能利用率，减少了直线电机由于磁路断开引起的端部效应造成的电磁污染。
文档编号H02K1/12GK101964584SQ201010512230
公开日2011年2月2日 申请日期2010年10月20日 优先权日2010年10月20日
发明者赵勇 申请人:赵勇