[发明专利]永磁偏置型横向磁通直线磁阻电机

说明书

技术领域

本发明涉及一种永磁偏置型横向磁通直线磁阻电机，属于电机技术领域。

背景技术

现有的单边平板型直线永磁同步电机结构如图21所示。电机由初级和次级构成，初级主要由电枢铁心与电枢绕组构成，次级主要由永磁体与导磁轭构成。电枢绕组通电产生的电枢磁场与次级永磁体磁场相互作用，产生电磁力，电磁力作用到动子上，驱动动子作直线运动。该类型直线电机的优点是控制简单、动态特性好、推力线性度高，初级结构简单，加工制造方便。但是该类型电机存在的较大的缺点是：次级所需要的永磁体与电机行程成正比，造成当电机行程较大时，电机的成本高；另外，次级永磁体磁路为开放式磁路，需要特殊防护，来提高其可靠性与安全性。

发明内容

本发明的目的是解决现有的单边平板型直线永磁同步电机在次级上设置永磁体，造成电机成本高并且可靠性与安全性降低的问题，提供一种永磁偏置型横向磁通直线磁阻电机。

本发明的第一个技术方案：

永磁偏置型横向磁通直线磁阻电机，它包括初级和次级，初级和次级之间为气隙，初级包括多个相电枢单元，每个相电枢单元由单元电枢铁心、相单元电枢绕组和相单元永磁体组成，

单元电枢铁心为平板形，单元电枢铁心的气隙侧表面上均匀开有2n个通槽形成齿槽结构，2n个通槽的开槽方向均平行于所述电机的运动方向，n为大于1的自然数，

单元电枢铁心的第2、3、4、……及2n个齿上均绕有一个线圈，单元电枢铁心上每相邻两个齿上线圈的绕向相反，每个相电枢单元的单元电枢铁心上所有的线圈串联在一起形成相单元电枢绕组，多个相单元电枢绕组串联或并联形成电机的电枢绕组，

每个相电枢单元的单元电枢铁心的第2、4、……及2n个齿的气隙侧表面上均粘贴有相单元永磁体，每个齿上的相单元永磁体沿电机运动方向由2i块分段永磁体组成，i为正整数，每块分段永磁体的充磁方向垂直于次级所在平面，并且相邻的分段永磁体的充磁方向相反，位于不同齿上且位置相同的分段永磁体的充磁方向相同；

次级包括多个次级齿和多个隔磁板，多个次级齿和多个隔磁板沿电机的运动方向紧密相间排列，并且相邻两个次级齿之间固定有一个隔磁板；

单元电枢铁心的每个齿上的相邻分段永磁体的中心距τ_m与沿电机运动方向的相邻次级齿的齿距τ_p之间满足关系：2τ_m＝τ_p。

本发明的第二个技术方案：

永磁偏置型横向磁通直线磁阻电机，它包括初级和次级，初级和次级之间为气隙，初级包括多个相电枢单元，每个相电枢单元由单元电枢铁心、相单元电枢绕组和相单元永磁体组成，

单元电枢铁心为平板形，单元电枢铁心的气隙侧表面上均匀开有m个通槽形成齿槽结构，m个通槽的开槽方向均平行于所述电机的运动方向，m为大于1的自然数，

单元电枢铁心的第2、3、4、……及m个齿上均绕有一个线圈，单元电枢铁心上每相邻两个齿上线圈的绕向相反，每个相电枢单元的单元电枢铁心上所有的线圈串联在一起形成相单元电枢绕组，多个相单元电枢绕组串联或并联形成电机的电枢绕组，

每个相电枢单元的单元电枢铁心的第2、3、4、……及m个齿的气隙侧表面上均粘贴有相单元永磁体，每个齿上的相单元永磁体沿电机运动方向由2i块分段永磁体组成，i为正整数，每块分段永磁体的充磁方向垂直于次级所在平面，位于同一个单元电枢铁心的齿上且相邻的分段永磁体的充磁方向相反，位于相邻齿上的相邻的分段永磁体的充磁方向相反；

次级包括多个次级齿和多个隔磁板，多个次级齿和多个隔磁板沿电机的运动方向紧密相间排列，并且相邻两个次级齿之间固定有一个隔磁板；

单元电枢铁心的每个齿上的相邻分段永磁体的中心距τ_m与沿电机运动方向的相邻次级齿的齿距τ_p之间满足关系：2τ_m＝τ_p。

本发明的第三个技术方案：

永磁偏置型横向磁通直线磁阻电机，它包括初级和次级，初级和次级之间为气隙，初级包括多个相电枢单元，每个相电枢单元由单元电枢铁心、相单元电枢绕组和相单元永磁体组成，

每个相电枢单元的单元电枢铁心沿电机的运动方向由j段电枢铁心段组成，j为大于或等于2的自然数，所述单元电枢铁心的气隙侧表面上均匀开有m个通槽形成齿槽结构，m个通槽的开槽方向均平行于所述电机的运动方向，m为大于1的自然数，