一种初级永磁游标直线电机及其分割方法与流程

文档序号:12130769阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种初级永磁游标直线电机,包括初级A(1)、次级(2)、初级B(3);初级A(1)位于次级(2)上部,初级A(1)和次级(2)之间具有气隙A(4),初级B(3)位于次级(2)下部,初级B(3)和次级(2)之间具有气隙B(5),其特征是:初级A(1)开槽形成齿槽结构,齿槽内绕制绕组,初级A(1)在靠近气隙A(4)的一侧有初级齿(11);初级B(3)在靠近气隙B(5)的一侧的上表面嵌入多个聚磁模块(300),每个聚磁模块(300)由永磁体构成,即由一块径向充磁永磁体B(32)和两块充磁方向对称的永磁体A(31)、永磁体C(33)构成。径向充磁永磁体B(32)两侧紧密贴合充磁方向对称的永磁体A(31)、永磁体C(33),每个径向充磁永磁体B(32)的极性一致。

2.根据权利要求1所述的一种初级永磁游标直线电机,其特征在于:初级A(1)、次级(2)与初级B(3)由导磁性能良好的硅钢片材料DW315叠压而成,聚磁模块中的永磁体均采用剩磁及矫顽力较大的稀土永磁体NdFeB;绕组采用阻值较小的铜线。

3.一种初级永磁游标直线电机的分割方法,其特征在于,包括以下步骤:

步骤1,初级永磁游标直线电机的绕组和永磁体均位于有限的初级空间,将电机的初级划分为分别含有绕组和永磁体的两个部分,位于上部的是初级A(1),以及位于下部的是初级B(3);

步骤2,在初级B(3)上开槽,并将聚磁模块(300)均匀地分布在初级B(3)的上表面的槽内,每个聚磁模块(300)由永磁体构成,该永磁体由一块径向充磁永磁体B(32)和两块充磁方向对称的永磁体A(31)、永磁体C(33)构成,径向充磁永磁体B(32)两侧紧密贴合充磁方向对称的永磁体A(31)、永磁体C(33),每个径向充磁永磁体B(32)的极性一致;

步骤3,将电机的次级齿(21)和次级(2)轭部分离,保留次级齿(21),去除次级(2)轭部,从而形成开断的次级(2)铁芯,将开端的次级(2)铁芯用非导磁材料固定为一个整体构成次级(2),置于分割好的初级A(1)和初级B(3)之间,次级(2)与初级A(1)之间有气隙A(4),次级(2)与初级B(3)之间有气隙B(5),两层气隙长度保持相同;

步骤4,系统地优化次级齿(21)的高度,上部齿宽和下部齿宽三个参数,以期得到最大推力;

步骤5,调整次级(2)极距,由于是对游标电机的分割,依然要满足基于磁齿轮效应的游标效应,即有效初级长度下的次级齿数满足以下公式:

pw=|pPM-nm|

nm为有效初级长度下对应的次级铁芯数;Pw为绕组极对数,其值取为1或2,即当绕组为集中绕组时取1,绕组为分布绕组时取2;

步骤6,将电机的径向充磁永磁体B(32)的充磁方向从径向向下改为径向向上,形成电机的径向充磁永磁体;

步骤7,将两块充磁方向对称的永磁体A(31)、永磁体C(33)的充磁方向进行优化,以求得到最大推力,提升推力密度;

步骤8,由于永磁体被分离开,初级A(1)的槽形及大小可以有更多的调整空间,根据具体的槽的大小调整线径和绕组匝数,在满足铜耗基本不变的情况下可以有效提升推力密度,从而达到长行程轨道交通所需的高推力密度要求。

4.根据权利要求3所述的一种初级永磁游标直线电机的分割方法,其特征是:径向充磁永磁体B(32)长度与聚磁模块(300)长度之比为0.5~0.8,单个充磁方向对称的永磁体A(31)、永磁体C(33)长度相同,且与聚磁模块(300)长度之比均为0.1~0.3。

5.根据权利要求3所述的一种初级永磁游标直线电机的分割方法,其特征是:单个聚磁模块(300)长度与相邻聚磁模块(300)之间的距离之比为0.4~0.8。

6.根据权利要求3所述的一种初级永磁游标直线电机的分割方法,其特征是:每个永磁体沿径向的高度均相等。

7.根据权利要求3所述的一种初级永磁游标直线电机的分割方法,其特征是:次级(2)由多个独立的次级齿(21)构成,次级齿(21)呈倒梯形,次级齿(21)面对气隙A(4)侧齿宽较长且与次级齿(21)齿距之比为0.6~0.9,次级齿(21)面对气隙B(5)侧齿宽较短且与次级齿(21)齿距之比为0.1~0.6。

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