一种交直流直线永磁电机的制作方法

文档序号:18426719发布日期:2019-08-13 21:11阅读:213来源:国知局
一种交直流直线永磁电机的制作方法

本实用新型涉及将电磁能转换为直线运动机械能,没有中间转换机构的传动装置的一种交直流直线永磁电机,具体涉及一种交流永磁电机,属于特种电机技术领域。



背景技术:

目前,市面上常见的大功率直线电机的定子初级线圈通电运作会产生大量热量,是浪费和消耗电能的主要源头,经常会发生过热烧毁绕组的不安全事故,因此需继续进一步研究降温节电的方案,确保直线电机更加高效安全,针对上述问题,依据己经批准的专利号ZL201720376551.7交流永磁电机以及另一项申请专利201810787045.6一种交流永磁电机,创新设计出一种新型特种电机装置,一种交直流直线永磁电机,能够显著节能降温达到比市场现有直线电机更高的效率,由于一种交直流直线永磁电机系统中输入电源同时具有交流和直流成分特征,更易于实现智能化,可对直线电机这类特种电机品种的进一步丰富和对相关动力机械设备领域起到更新换代的效果。



技术实现要素:

本实用新型就是针对上述存在的问题提供一种节能降温、绿色安全、结构新颖、运转可靠的一种交直流直线永磁电机系统,采用在定子初级线圈中的硅钢叠压片磁芯内安装有永磁铁,并将传统电机的每相单只交流线圈设计制作成二个单独的直流线圈,一个单独的直流线圈限定直接通入全波整流中的正向脉冲直流电,另一个单独的直流线圈限定直接通入全波整流中的另外半幅负向脉冲直流电,这样二个单独的直流线圈一个通电,另一个则处于断电状态,二者相互交替运行,直流线圈硅钢磁芯凹槽中安装的永铁铁表面极性与直流线圈电磁场极性相同,通电产生的脉冲电磁场与永磁铁恒磁场叠加形成动态脉冲新的复合磁场,这两个直流线圈的表面磁极性是相反的,在供电频率的影响变换作用中,正、负复合磁场的频繁有规律的轮流交换,通过气隙与次级动子上的永磁场形成复合行波磁场磁链和推动力矩,次级动子持续在轨道基体上运动对外输出机械能;采用三相交流电源经过全波整流分别接入定子初级线圈中各个相对应的接线端,在气隙位置产生的复合行波磁场是一种波动的脉冲磁场,在三相差位角状况下复合行波磁场具有运动磁场特点,让次级动子上的金属鼠笼框架受动态行波磁场切割下,感应出电动势并产生电流,该电流与气隙中的复合行波磁场相互作用而产生电磁推力运动,且决定运行方向,动子上还有若干永磁铁组合同时受定子复合行波磁场作用产生推力而运动,或者电源采用蓄电池组经过逆变脉冲整流分别接入定子初级线圈中各个相对应的接线端,再加入50HZ可调频率和120度差位角产生行波磁场使得动子运动做功,频率和差位角是设计可调节的,对于大功率一种交直流直线永磁电机宜采用短初级长次级为主要型式;创新改进内容是:本发明由一种交直流直线永磁电机,包括,定子、动子和轨道支撑轮基体以及外接的控制器电源三大部分组成,定子的硅钢叠压片磁芯上有若干线槽,磁芯内开有相同的凹槽,线槽内嵌入相同的初级绕组线圈,每单相紧邻的二个相同线圈凹槽磁芯中间仅相隔一个线槽口的距离,相邻凹槽内安装的永磁铁表面磁极性相异,每单相紧邻的二个线圈一个通入正向脉冲直电流电,另一个通入反向脉冲直流电,这样两个线圈中各自产生的电磁场极性也相反,二个线圈中安装的永磁铁极性与该直流线圈电磁场极性必须相同,且每只永磁铁的外形尺寸和磁性参数也基本相同,这样每只线圈电磁场极性与永磁场极性因同极性产生的新的复合磁场因磁场相加原理而增强,这个复合磁场比原有单一磁场不仅得到加强,同时电磁场还对永磁铁有充磁保护作用,永磁铁不会被消磁,定子的硅钢叠压片磁芯上每单相紧邻的二个分别通入正反电流的相同线圈的三个线槽的形状不同,两个凹槽中间是一个完整的线槽形状,完整线槽的入线口径较长,主要原因是让出磁芯位置给两边的凹槽,使两个直流线圈的磁芯位置尺寸尽量靠近,有利于这两个电磁场在瞬间切换时减小脉宽,另外两边的线槽的形状都是半个线槽,两个线圈都要嵌装在中间的完整线槽内,是双层绕组,而另外两边的线槽中嵌装一个线圈的单边,是单层绕组,由若干组这样的分别通入正向或者反向电流的二只相同线圈及磁芯组合构成线圈单元,由2N个相同的线圈单元构成相同的相线圈,每三组相同的相序线圈构成一个A十、B十、C十和A-、B-、C-和O线,这种正反相对组合的定子三相线圈,以及若干整数倍的相同线圈构成一种交直流直线永磁电机完整的定子初级线圈,通电就在气隙产生复合行波磁场,相似于三相交流电产生的复合旋转磁场,定子初级线圈分别嵌入定子硅钢叠压片成型的磁芯线槽内,线圈嵌入方式有双层及单层或多层,每个定子磁芯凹槽内安装若干块同极性的永磁铁,相邻线圈磁芯中安装的永磁铁极性相反,硅钢片单片加工出的凹槽分别有二种形状,一种是开口凹槽,另一种是封闭口凹槽,由这两种不同的凹槽交替叠压后的磁芯表面呈现栅栏空芯状,使凹槽内安装的永磁铁有明显的缝隙交替外露出来,外露面积大于二分之一永磁铁单极面积,调节磁芯表面的栅栏空芯状空芯与实芯尺寸比例,能够影响到气隙的复合行波磁场状况,定子各组初级线圈参数是完全相同的,丫星形接法,出线是三相一零的方式,一根零线共7根出线,或者单相出线5根,三根相线A、B、C电位角差120度或60度,频率20-1000Hz 分段便于调速,出线头相互之间不能互换,因为输入的半波电流属于直流电流特征,有正反极之区分,接错则被烧毁!接头调换时应以该相序的正反二个接头A十及A-同时与另一相序B十及B-调换,或者与C十及C-调换,可以改变动子运动方向;若干定子组装模块安装在定子基体表面两条轨道中部,若干定子组装模块的表面与安装在动子结构基体上的若干永磁铁表面始终保持有气隙,轨道安装在定子基体表面两侧,定子基体由钢材或钢筋混凝土材料构成,定子组装模块可以单独安装或者多块有序排列安装在定子基体表面;动子结构基体上安装有支撑轮或滑块组合体与轨道始终处于动态配合关系,二者的动态配合关系是机械配合或亚磁悬浮配合;定子组装模块三相初级线圈的出线有7 根以上的接线;动子结构基体中安置耦合变压器与鼠笼金属导条构成感应电源,在运行状态下感应产生的电压电流提供给动子结构基体中的设备使用,与备用蓄电池组构成动子结构基体中的电源;如果初级固定,则次级在轨道上做直线运动,反之,则次级做直线运动;一种交直流直线永磁电机的电源由控制器输入,控制器按供给电源及配置分别有若干系列产品,供给控制器的电源分为电厂的三相电源或者蓄电池直流电源或太阳能电池等多种电源,输入的是三相交流电源直接接入匹配的控制器经整流后输出,输入的电源是直流电需先通过逆变器,然后再输入控制器经整流后输出,控制器中整流的主要基本电路是三相全波整流电路,产生三相正弦脉冲半波直流电,根据需要的电源电压、电流、功率不同要求,三相全波整流基本电路中的电子元器件及电路相应做出调整,形成控制器的不同系列产品;为提高供电质量控制器在整流过程中还需经过控制逻辑、直线编码、变频调频、脉宽调节、稳压稳流、电热调节、智控电路调节、5G技术以及超级电容器充放电路切换开关等组成控制中心集成器,配置的适当容量超级电容器对瞬时提高定子直流线圈的电磁场强度作用很大,能直接影响到动子的瞬时输出功率,由于输入电源系统中同时有交流和直流电的成分,易于各种类智能化的控制,控制器上留有若干联接智控电路调节插座,将分别具有上半波形和下半波形的半个正弦波或修正波脉冲电流,分开分别供给一种交直流直线永磁电机定子初级线圈中的两大组合成对的线圈,在每单相紧邻的两只通电线圈单元表面,一个产生出N极电磁场与安装在凹槽内的N极永磁铁磁场形成新的N极复合磁场,而另一个产生出S极电磁场与安装在凹槽内的S 极永磁铁磁场形成新的S极复合磁场,同时通电的这两组成对的线圈单元脉冲电流相差兀周期的正弦半波综合形成一个完整的单相正弦波或修正波脉冲磁动势,当按120度电位角差的电流通入,综合形成一组相似于三相正弦波电流或者一组完整的修正波复合电磁场,也就产生出复合行波磁场;动子的硅钢叠压片上有由铜材或铝材构成鼠笼结构闭合电路,在鼠笼条间隔的动子硅钢叠压片上开有凹槽,凹槽表面形状有两个护角,有利于永磁铁的安装稳固,凹槽中安装下陷式永磁铁,永磁铁因动子有倾斜角度也有倾斜角度,每个凹槽的宽度大于定子上相紧邻的两个磁芯的外包尺寸1-1.2倍,鼠笼条和凹槽具有倾斜角在1/8 槽至1槽范围内,定、动子槽数比采用常规交流电机的设计,动子上的闭合鼠笼条因切割旋转磁力线产生力矩推动动子朝同一个方向运动,能够决定零启动的运动方向,动子上的永磁铁同时也受到定子复合行波磁场的作用推动动子运动,或者动子钢板上仅装有永磁铁采取直接胶固的下陷方式;动子是整机中的结构部件,应用在不同的项目产品上形状和功能是完全不同的;一种交直流直线永磁电机定子硅钢片的槽数为6的N整数倍以此类推;为了散热,特别是大功率导线应采用超导材料配套系统,以及采用纳米材料;定子初级线圈绕组的若干引出线接线端头是预先按设计要求接到6个火线插杆和1个零线插杆共7 个插杆的专用插头上,使用时将专用插头插到与之相配套的专用插座上,专用插头的金属杆的数量及断面形状尺寸与专用插座孔眼完全一致,控制器的电源输出线接到6个火线插孔和1个零线插孔共7个插孔的专用插座上,这样不但使用方便而且安全可靠;总结:要求控制器输出若干组脉冲正弦半波直流电供给定子初级线圈,在若干组定子初级线圈中综合有序地形成三相交流的电磁场波形特征形式,在气隙处形成有规律的行波运动磁链磁场,让动子受力矩有序运动输出功率。

本实用新型提供的技术方案是:一种交直流直线永磁电机,包括定子、动子和轨道支撑轮基体以及外接控制器电源三大部分组成,若干定子组装模块安装在定子基体表面两条轨道中部,若干定子组装模块的表面与安装在动子结构基体上的若干永磁铁表面始终保持有气隙,定子基体由钢材或钢筋混凝土材料构成,轨道安装在定子基体表面两侧,定子组装模块可以单独安装或者多块有序排列安装在定子基体表面,定子组装模块初级线圈的出线最少有7根不同性能的接线;动子结构基体上安装有支撑轮或滑块组合体与轨道始终处于动态配合关系,二者的动态配合关系是机械配合或亚磁悬浮配合;动子结构基体中安置耦合变压器与鼠笼闭合金属导条构成感应电源,在运行状态下感应产生的电压电流提供给动子结构基体中的设备使用,与备用蓄电池组构成动子结构基体中的电源,若是用于列车或地铁动力源,电源线路设备安置在地下而不用在路面竖杆架线,能够提高列车或地铁的安全性;动子结构材料根据品种环境需要可用磁性材料或非导磁材料,动子结构基体由多种类材料部件复合构成;单位磁距尺寸和输入频率大小决定着动子的运动速度,复合行波磁场强度大小决定着动子输出功率;若初级固定,则次级在轨道上做直线运动,反之,则次级做直线运动;一种交直流直线永磁电机的类型有平板式、U型槽式和管式,基本运作原理是相同的。

本实用新型所述一种交直流直线永磁电机,定子的硅钢叠压片磁芯上有若干线槽,磁芯内开有相同的凹槽,线槽内嵌入相同的绕组线圈,每单相紧邻的二个相同线圈凹槽磁芯中间仅相隔一个线槽入线口的距离,相邻凹槽内安装的永磁铁表面磁极性相异,每单相紧邻的二个线圈一个通入正向脉冲直流电,另一个通入反向脉冲直流电,这样二个单独的直流线圈一个通电,另一个则处于断电状态相互交替运行,这样两个线圈中各自产生的电磁场极性也相反,二个线圈中安装的永磁铁极性与该直流线圈电磁场极性必须相同,且每只永磁铁的外形尺寸和磁性参数也基本相同,这样每只线圈电磁场极性与永磁场极性因同极性产生的新的复合磁场因磁场相加原理而增强,这个复合磁场比原有单一磁场不仅得到加强,同时电磁场还对永磁铁有充磁保护作用,永磁铁不会被消磁;当通电线圈断电时会产生反电动势和反向电磁场,这个反向磁场强度要远小于通电时的电磁场强度,但却与磁芯凹槽中永磁铁的极性相反,此刻产生的复合磁场是负叠加相减的,此刻可以减少动子上的永磁铁的磁阻,有利于动子的运行;定子的硅钢叠压片磁芯上每单相紧邻的二个相同线圈的三个线槽的形状不同,位于两个凹槽中间的是一个完整线槽,完整线槽的入线口径较长,主要原因是让出磁芯位置给两边的凹槽,使两个直流线圈的磁芯位置尽量靠近,有利于这两个电磁场在瞬间切换时减小脉宽,另外两边的线槽的形状都是半个线槽,因为两个线圈都要嵌装在中间的完整线槽内,是双层绕组,而另外两边的线槽中嵌装一个线圈的单边,是单层绕组,由若干组这样的分别通入正向或者反向电流的二只相同线圈及磁芯组合构成线圈单元,由2N个相同的线圈单元构成相同的相线圈,每三组相同的相序线圈构成一个A十、B十、C十和A-、 B-、C-和O线,这种正负相对组合的定子三相线圈,以及若干整数倍的相同线圈构成电机完整的定子初级线圈。

本实用新型所述一种交直流直线永磁电机,定子初级线圈分别嵌入定子硅钢叠压片成型的磁芯线槽内,线圈采用漆包铜导线或导条绕制,线圈嵌入方式有双层及单层或多层,每个定子磁芯同一个凹槽内安装若干块同极性的永磁铁,相邻线圈磁芯中安装的永磁铁极性相反,硅钢片单片加工出的凹槽分别有二种形状,一种是开口凹槽,另一种是封闭口凹槽,由这两种不同的凹槽交替叠压后的磁芯表面呈现栅栏空芯状,使凹槽内安装的永磁铁有明显的缝隙交替外露出来,外露面积大于二分之一永磁铁单极面积,凹槽内装入永磁铁后,定子气隙处产生不同的磁场强度,开口凹槽磁强、封口凹槽磁强、线圈未通电时的磁强、线圈通电时的磁强、复合磁场的磁强,开口凹槽的磁场强度低于封口凹槽的磁场强度,在断电时气隙处会依然存在磁场微弱波动的现象,在通电时气隙处由强大的复合磁场所包涵;定子各组线圈参数是完全相同的,丫星形接法,出线是三相一零的方式,一根零线6根直流共7根出线,或者单相5根出线,线圈电流波形及脉冲间隔均相差兀周期,每个单独相序输入的电源特征是脉冲磁动势的振幅处于该相绕组轴线处且位置固定,这二个正负半波形在示波器上观察合成为一个完整的脉冲正弦波或修正波,将三个单相磁势相加,得到三相绕组的合成磁势,通电就在气隙产生复合行波磁场,相似于三相交流电产生的复合旋转磁场,三根相线A、B、C电位角差120度或60度,频率20-1000Hz 分段便于调速,出线头相互之间不能互换,因为输入的半波电流属于直流电流特征,有正负极之区分,接错则被烧毁!接头调换时应以该相序的正负二个接头A十及A-同时与另一相序B十及B-调换,或者与C十及C-调换,可以改变运动方向;定子永磁铁安装在硅钢凹槽中侧面采用铝板隔磁防止永磁场泄漏,采用高导热石墨膜材料包衬散热,线槽中双层线圈实际流动的电流在振幅期间是处于交流电磁场状态,在各相关线槽线圈段产生相同的阻抗值;为了节省电能,使通电线圈产生的电磁场强度须接近或小于定子封口凹槽表面永磁铁断电时的磁场强度数值;定子硅钢片材质与永磁铁材质在定子线圈通电状态中构成的复合材质,复合材质的磁场饱和度磁通量数值会发生变化,测试数据分析显示磁场饱和度的磁通量数值有一定提高,这样电能转换为磁能在叠加复合磁场强度的增加方面就存在上升空间,提高了电能转换成磁能的效率,出现复合磁场增强但未达到磁芯磁场饱和度情况下温升现象并不明显;如果在采用普通材质及常温条件情况下,增大电能输入就能够增强复合磁场强度,在气隙中增强的复合磁场强度除了产生增加水平推力,同时也会产生垂直推力的增加,尽管产生的垂直推力达不到磁悬浮的状态,但却让支撑轮压在轨道上的压载量发生减轻的情况,也就是说运行磨擦阻力减少了,运行速度就能提高,相当于由此产生了节能效果,这是旋转电机所达不到的特征,这种现象可以称为亚磁悬浮,它的优点是不用采取昂贵的超导材料和特别装置,就能在气隙部位产生出磁悬浮的部分效应,有利于大幅降低投资,减少运行和维护费用,在基本不改变现有装备状态的情况下,可以达到节约能源提高速度的目的,具有零启动力矩大,加速度快的特点,对于机场、列车、轨道交通等领域都有现实的创新意义;定子的有效磁长L是由一个整段定子组合模块或者若干个相同的独立分段定子组合模块构成;若干定子线圈单元构成完整的定子磁芯,硅钢片叠压及线圈均需要做绝缘处理。

本实用新型所述一种交直流直线永磁电机,供给的电源由控制器输入,控制器按供给电源及配置情况分别有若干系列产品,供给控制器的电源分为电厂的三相电源或者蓄电池直流电源或太阳能电池等多种电源,输入的若是三相交流电源直接接入匹配的控制器经整流后输出,输入的电源若是直流电需先通过三相逆变器振荡后再输入控制器经整流后输出,控制器中整流的主要基本电路是三相全控整流电路,产生三相正弦脉冲半波,根据需要的电源电压、电流、功率不同要求,三相全控整流基本电路中的电子元器件及电路相应做出调整,逆变CPU芯片产生出正弦波信号,经整流和功率放大输出,比如:三相全控二极晶闸管整流电路主要供小功率电机、三相全控MOS管整流电路主要供中小功率电机、三相全控IGBT管整流电路主要供大中功率电机,特大功率要由更复杂的集成整流电路来承担,单相直线电机功率较小可用主辅线圈加电容形成90度差位角方式运行,这样单相是5根出线,形成控制器的不同系列产品;为提高供电质量控制器在整流过程中还需经过控制逻辑、直线编码、变频调频、脉宽调节、稳压稳流、电热调节器、智控电路调节、5G技术以及超级电容器充放电路切换开关等组成控制中心集成器,配置的适当容量超级电容器具有瞬时提高定子直流线圈的电磁场强度,直接影响到动子的瞬时输出功率,控制器上留有若干联接智控电路调节插座,将分别具有上半波形和下半波形的半个正弦波或修正波脉冲电流,分开供给定子线圈中的两大组合成对的线圈,在每单相紧邻的两只通电线圈单元表面,一个产生出N极电磁场与安装在凹槽内的N极永磁铁磁场形成新的N极复合磁场,而另一个产生出S极电磁场与安装在凹槽内的 S极永磁铁磁场形成新的S极复合磁场;控制器内同时具有交流和直流的成分,易于智能化芯片的接入,数字传感器在定子和动子及地面控制中心均易安置,易于实现大数据网络服务,实现驾驶员与地面控制中心建立的网络及卫星遥感技术5G技术操作系统即时安全方便地运行。

本实用新型所述一种交直流直线永磁电机,它的定子线圈绕组的若干引出线接线端头是预先按设计要求接到三相专用插头上,使用时将三相专用插头插到与之相配套的7孔专用插座上,专用插头的金属插杆的数量及断面形状尺寸与专用插座孔眼完全一致,单相专用插座插头为5孔,控制器的电源输出线和其他功能控制输出线预先按设计要求接到专用插座上,应符合安全电器GB 规范。

本实用新型的有益效果是:本发明提供了一种绿色安全、结构新颖、运转可靠的一种交直流直线永磁电机,要求控制器输出若干组脉冲正弦半波直流电供给定子初级线圈,在若干组定子初级线圈中综合有序地形成三相交流电的特征形式,在气隙处形成复合行波磁场,让动子受力运动输出动力的效果;一种交直流直线永磁电机是采用脉冲正弦半波正负直流输入,在线圈组合中类似转换成三相交流电磁场形式,在定子成对的三相线圈气隙中产生形成的行波磁场的优特点,以及对应的动子上金属鼠笼闭合框架在交变磁场中受切割磁力线而受力运动的现象,在被定子线圈包围的定子硅钢叠压片的复合磁头表面有凹槽,在凹槽中放置若干定子永磁铁,安装在凹槽中的定子永磁铁及栅栏状网眼结构磁芯组成定子复合磁芯,设计制造遵循GB电机规范,同时加入其自身的永磁铁磁场特点及特征,并在此基础上引入强永磁铁参与动子和定子结构,形成新的动子组合结构和新的定子组合结构;适合在各类电压情况使用,使用时需配置提供三相交流电源经过整流后使用,当采用蓄电池直流电源时,需经逆变器振荡后再整流调压变频将其变为适合的脉冲正弦半波正负直流电源供电,在定子线圈组合的气隙中形成交流行波磁场推动动子运动,这样一种交直流直线永磁电机使用范围也扩展了很多,该机是绿色环保可再生新能源,接近零排放零污染,节能安全,使用成本低,故障率低,维护方便,噪音低,运行平稳,零启动力矩大,加速度快,可瞬时增加复合磁场强度增大输出功率,可在无空气环境中长期稳定工作,广泛用于各种动力设备,对大功率机体降温可采用风冷或水冷或纳米材料技术降温,如作为特殊环境条件中的动力源、移动机器人动力源、移动设备动力源、列车地铁轨道交通的动力源、电磁弹射动力源以及各类军民创新的专属设备动力源,其具有很高的社会和经济价值;比如:一种交直流直线永磁电机若被广泛用于机场的电磁弹射飞机的普及型升级应用改造中,将大幅度减少飞机起飞滑跑离地阶段的燃油量和燃烧产生的严重污染,也相应提高延长飞机航程或适当减轻飞机的自身重量,可适度缩短机场起飞跑道的长度,对节能及安全和环保都有益,实现人们对美好生活的追求。

附图说明

图1为本实用新型一种交直流直线永磁电机局部剖面示意图。

图2为本实用新型一种交直流直线永磁电机的A-A剖面示意图。

图3为本实用新型一种交直流直线永磁电机的B-B剖面示意图。

图4为本实用新型一种交直流直线永磁电机的定子硅钢片封口凹槽的剖面示意图。

图5为本实用新型一种交直流直线永磁电机的定子硅钢片开口凹槽的剖面示意图。

图6为本实用新型一种交直流直线永磁电机的动子硅钢片的示意图。

图7为本实用新型一种交直流直线永磁电机外接的控制器输出电源的波形示意图。

图8为本实用新型一种交直流直线永磁电机系统的联接示意图。

图中:1、一种交直流直线永磁电机,2、定子,3、动子,4、定子磁芯,5、气隙,6、定子永磁铁,7、定子基体,8、动子基体,9、完整线槽,10、定子凹槽,11、线圈,12、鼠笼导条,13、动子永磁铁,14、半线槽,15、动子凹槽,16、定子磁芯的栅栏状表面,17、支撑轮,18、轨道,19、定子封口凹槽,20、定子开口凹槽,21、黑粗线A+单相正向正弦脉冲半波形示意,22、黑粗线A-单相反向正弦脉冲半波形示意,23、三相整流正弦或修正波脉冲正半波形,24、三相整流正弦或修正波脉冲负半波形,25、铆孔,26、AC三相电源,27、DC/AC单相电源,28、充电器,29、蓄电池组,30、控制器,31、DC/AC三相逆变器,32、控制中心集成器,33、切换开关,34、智控电路调节插座,35、开关,36、动子磁芯。

具体实施方式

本实用新型实例中,参照上述图1、图2、图3、图4、图5、图6、图 7及图8所示,所述的一种交直流直线永磁电机1,包括定子2、动子3和轨道 18支撑轮17动子基体8以及外接控制器30电源三大部分组成,若干定子磁芯 4组装模块安装在定子基体7表面两条轨道18中部,若干定子磁芯4组装模块的表面与安装在动子基体8上的若干动子永磁铁13表面始终保持有气隙5,定子基体7由钢材或钢筋混凝土材料构成,轨道18安装在定子基体7表面两侧,定子磁芯4组装模块可以单独安装或者多块有序排列安装在定子基体7表面,定子磁芯4组装模块初级线圈11,的出线最少有7根不同性能的接线;动子基体8上安装有支撑轮17或滑块组合体与轨道18始终处于动态配合关系,二者的动态配合关系是机械配合或亚磁悬浮配合;动子基体8中安置耦合变压器与鼠笼导条12构成感应电源,在运行状态下感应产生的电压电流提供给动子基体 8中的设备使用,与备用蓄电池组29构成动子基体8中的电源,若是用于列车或地铁动力源,电源线路设备安置在地下而不用在路面竖杆架线,能够提高列车或地铁的安全性;动子3结构材料根据品种环境需要可用磁性材料或非导磁材料,单位磁距尺寸和输入频率大小决定着动子的运动速度,复合行波磁场强度大小决定着动子输出功率;定子磁芯4上有若干线槽,磁芯内开有相同的凹槽,线槽内嵌入相同的绕组线圈11,每单相紧邻的二个相同线圈凹槽磁芯中间仅相隔一个线槽入线口的距离,相邻定子凹槽10内安装的定子永磁铁6表面磁极性相异,每单相紧邻的二个线圈11一个通入正向脉冲直流电,另一个通入反向脉冲直流电,这样二个单独的直流线圈11一个通电,另一个则处于断电状态相互交替运行,这样两个线圈11中各自产生的电磁场极性也相反,二个线圈11 中安装的定子永磁铁6极性与该直流线圈11电磁场极性必须相同,且每只定子永磁铁6的外形尺寸和磁性参数也基本相同,这样每只线圈11电磁场极性与永磁场极性因同极性产生的新的复合磁场因磁场相加原理而增强,这个复合磁场比原有单一磁场不仅得到加强,同时电磁场还对定子永磁铁6有充磁保护作用,永磁铁不会被消磁;当通电线圈11断电时会产生反电动势和反向电磁场,这个反向磁场强度要远小于通电时的电磁场强度,但却与磁芯凹槽中永磁铁的极性相反,此刻产生的复合磁场是负叠加相减的,此刻可以减少动子磁芯36上的动子永磁铁13的磁阻,有利于动子的运行;定子磁芯4上每单相紧邻的二个相同线圈11的三个线槽的形状不同,位于两个凹槽中间的是一个完整线槽9,完整线槽9的入线口径较长,主要原因是让出磁芯位置给两边的凹槽,使两个直流线圈11的磁芯位置尽量靠近,有利于这两个电磁场在瞬间切换时减小脉宽,另外两边的线槽的形状都是半线槽14,因为两个线圈11都要嵌装在中间的完整线槽9内,是双层绕组,而另外两边的半线槽14中嵌装一个线圈11的单边,是单层绕组,由若干组这样的分别通入正向或者反向电流的二只相同线圈11及磁芯组合构成定子线圈单元,由2N个相同的线圈11单元构成相同的相线圈11,每三组相同的相序线圈11构成一个A十、B十、C十和A-、B-、C-和O 线,这种正负相对组合的定子三相线圈11,以及若干整数倍的相同线圈11构成电机完整的定子初级线圈11;定子2硅钢片单片加工出的凹槽分别有二种形状,一种是定子开口凹槽20,另一种是定子封口凹槽19,由这两种不同的凹槽交替叠压后呈现的定子磁芯的栅栏状表面16,使凹槽内安装的定子永磁铁6有明显的缝隙交替外露出来,外露面积大于二分之一定子永磁铁6单极面积,凹槽内装入定子永磁铁6后,定子2气隙5处产生不同的磁场强度;各组线圈11参数是完全相同的,丫星形接法,出线是三相一零的方式,一根零线6根直流共7 根出线,或者单相5根出线,线圈11电流波形及脉冲间隔均相差兀周期,每个单独相序输入的电源特征是脉冲磁动势的振幅处于该相绕组轴线处且位置固定,这二个正负半波形在示波器上观察合成为一个完整的脉冲正弦波或修正波,将三个单相磁势相加,得到三相绕组的合成磁势,通电就在气隙5产生复合行波磁场,相似于三相交流电产生的复合旋转磁场,三根相线A、B、C电位角差 120度或60度,频率20-1000Hz分段便于调速,出线头相互之间不能互换,因为输入的半波电流属于直流电流特征,有正负极之区分,接错则被烧毁!接头调换时应以该相序的正负二个接头A十及A-同时与另一相序B十及B-调换,或者与C十及C-调换,可以改变运动方向;定子永磁铁6安装在硅钢凹槽中侧面采用铝板隔磁防止永磁场泄漏,采用高导热石墨膜材料包衬散热,线槽中双层线圈实际流动的电流在振幅期间是处于交流电磁场状态,在各相关线槽线圈11段产生相同的阻抗值;如果在采用普通材质及常温条件情况下,增大电能输入就能够增强复合磁场强度,在气隙5中增强的复合磁场强度除了产生增加水平推力,同时也会产生垂直推力的增加,尽管产生的垂直推力达不到磁悬浮的状态,但却让支撑轮17压在轨道18上的压载量发生减轻的情况,也就是说运行磨擦阻力减少了,运行速度就能提高,相当于由此产生了节能效果,这是旋转电机所达不到的特征,这种现象可以称为亚磁悬浮,它的优点是不用采取昂贵的超导材料和特别装置,就能产生出磁悬浮的部分效应,有利于大幅降低投资,减少运行和维护费用,在基本不改变现有装备状态的情况下,达到节约能源提高速度的目的,具有零启动力矩大,加速度快的特点;定子2的有效磁长L由一个整段定子磁芯4组合模块或者若干个相同的独立分段定子磁芯4组合模块构成;若干定子线圈11单元构成完整的定子磁芯4,硅钢片叠压及线圈均需要做绝缘处理;供给的电源由控制器30输入,控制器30按供给电源及配置情况分别有若干系列产品,控制器30中整流的主要基本电路是三相全控整流电路,产生三相正弦脉冲半波,根据需要的电源电压、电流、功率不同要求,三相全控整流基本电路中的电子元器件及电路相应做出调整,其中逆变CPU芯片产生出正弦波信号,经整流和功率放大输出,单相直线电机功率较小可用主辅线圈加电容形成90度差位角方式运行,这样单相是5根出线;为提高供电质量控制器30在整流过程中还需经过控制逻辑、直线编码、变频调频、脉宽调节、稳压稳流、电热调节器、智控电路调节以及超级电容器充放电路切换开关等组成控制中心集成器32,配置的适当容量超级电容器具有瞬时提高定子直流线圈 11的电磁场强度,直接影响到动子基体8的瞬时输出功率,通过开关35掌握关停运行,控制器30上留有若干联接智控电路调节插座34,将分别具有三相整流正弦及修正波脉冲正波形23电流和三相整流正弦及修正波脉冲负波形24电流,分开供给线圈11中的两大组合成对的线圈11,在每单相紧邻的两只通电线圈11 单元表面,一个产生出N极电磁场与安装在凹槽内的N极定子永磁铁6磁场形成新的N极复合磁场,而另一个产生出S极电磁场与安装在凹槽内的S极定子永磁铁6磁场形成新的S极复合磁场;控制器30内同时具有交流和直流的成分,易于智能化芯片的接入,数字传感器在定子2和动子3及地面控制中心均易安置使用,易于实现大数据网络服务,实现驾驶员与地面控制中心建立的网络及卫星遥感技术5G技术操作系统即时安全方便地运行。

一种交直流直线永磁电机1的动子基体8的单位节距,指的是动子磁芯36上的一个动子永磁铁13到另一个相邻动子永磁铁13的间隔尺寸,相邻二个动子永磁铁13的磁极性相反,单位节距和频率决定动子3的速度,供电强度和线圈11匝数决定复合磁场强度和输出功率,如果动子永磁铁13的单位节距设计为30cm,输入电源50HZ频率,则时速可达54km,动子基体8从零启动到设计时速仅需十几秒,如果频率调至500HZ时速可达540km,若动子基体8结构是机场电磁弹射器的承载飞机动子基板,足够使普通飞机和重载大型飞机达到起飞离地速度,飞机在驾驶员操作中此阶段飞离动子基板升空飞行,动子基板返回出发位置,往复循环,若被广泛用于机场的电磁弹射飞机的普及型设备升级改造中,将大幅度减少飞机起飞滑跑离地阶段的燃油量和燃烧产生的严重污染,也相应提高延长飞机航程或适当减轻飞机的自身重量,可适度缩短机场起飞跑道的长度,对节能及安全和环保都有益;如果用于高铁可以很安全很轻松很简单就可达到500km的高速;若用于地铁,频率只要150HZ,时速可达150km 以上,地面上无须立电杆拉线,供电线路系统均在地下接到定子基体7的线圈 11上,动子基体8的列车厢安装有耦合变压器及蓄电池组,运行时产生感应电源,供车厢内照明空调烧水餐车信号等用电需要,虽然还要计算阻力,但本发明具有的超级电容瞬间增大磁强功能及能产生亚磁悬浮状态特征,能有效减小阻力,提高速度,它的低投入高效率安全节能优势是受市场欢迎的。

以上所述,仅为本实用新型较佳实例而已,当不能限定本申请实施范围,即凡依本申请范围所作均等变化与修饰,皆应仍属本实用新型涵盖范围内。

当前第1页1 2 3 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1