[发明专利]磁场调制式平板型横向磁通直线电机

说明书

技术领域

本发明涉及一种磁场调制式平板型横向磁通直线电机，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36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较大的缺点是由于该电机只利用了次级永磁体磁场与初级电流相互作用产生的电磁推力，没有利用初次级齿槽效应产生的磁阻推力，因此电机的推力密度较低，制约了电机应用领域的进一步拓宽。

发明内容

为了解决现有单边平板型直线永磁同步电机的电机推力密度较低的问题，提供一种磁场调制式平板型横向磁通直线电机。

本发明所述第一种技术方案：

磁场调制式平板型横向磁通直线电机，它包括初级和次级，初级和次级之间为气隙，

初级包括多个相初级单元，每个相初级单元由单元初级铁心和单元初级绕组组成，单元初级铁心由多个单元初级铁心齿和多个隔磁板组成，

单元初级铁心齿和隔磁板均为长条形，多个单元初级铁心齿和多个隔磁板沿初级与次级的相对运动方向紧密相间排列组成单元初级铁心，

单元初级铁心的气隙侧表面上沿所述运动方向开有多个线圈槽，多个线圈槽沿单元初级铁心的横向均匀分布，形成初级铁心大齿与线圈槽的横向相间隔排列，每个初级铁心大齿沿所述运动方向，形成初级铁心小齿与隔磁板的相间隔排列，

每个初级铁心大齿上缠绕一个线圈，相邻两个初级铁心大齿上线圈的绕向相反，每个相初级单元上的单元初级铁心上所有的线圈串联在一起形成单元初级绕组，多个单元初级绕组串联或并联形成电机的相电枢绕组；

次级包括次级铁心和多个次级永磁体，

次级铁心为平板形，次级铁心沿所述运动方向均分为多个次级铁心段，每个次级铁心段上沿横向均匀开有多个次级铁心槽，使得每个次级铁心段形成次级铁心齿与次级铁心槽的相间隔排列，并且沿次级铁心运动方向形成次级铁心齿与次级铁心槽的相间隔排列；

次级铁心槽的横向宽度大于或者等于相应的初级铁心小齿的横向宽度，次级铁心齿的横向宽度大于或者等于相应的初级铁心小齿的横向宽度，

沿横向相邻的两个初级铁心小齿对应于一个次级铁心段上相邻的次级铁心齿与次级铁心槽，

所述横向为与初级和次级的相对运动方向垂直的方向；

次级永磁体为长条形，每个次级铁心槽内嵌放一个次级永磁体，次级永磁体的横向宽度小于或者等于其所在的次级铁心槽的横向宽度，

次级永磁体为平行充磁，所有次级永磁体的气隙侧表面的极性相同，

沿初级与次级的相对运动方向，每相邻两个初级铁心小齿的齿距τ_m与每相邻两个次级铁心齿的齿距τ_p之间满足关系τ_m＝τ_p。

本发明所述第二种技术方案：

磁场调制式平板型横向磁通直线电机，它包括初级和次级，初级和次级之间为气隙，

初级包括多个相初级单元，每个相初级单元由单元初级铁心和单元初级绕组组成，单元初级铁心由多个单元初级铁心齿和初级基板组成，

初级基板为平板形，初级基板的气隙侧表面沿横向开有多个初级基板槽，多个初级基板槽沿初级基板与次级的相对运动方向均匀分布，形成初级基板齿与初级基板槽的相间隔排列的结构，

每个初级基板槽内嵌放一个单元初级铁心齿，

单元初级铁心的气隙侧表面上沿所述运动方向开有多个线圈槽，多个线圈槽沿单元初级铁心的横向均匀分布，形成初级铁心大齿与线圈槽的横向相间隔排列的结构，每个初级铁心大齿沿所述运动方向，形成初级基板小齿与初级铁心小齿的相间隔排列的结构，

每个初级铁心大齿上缠绕一个线圈，相邻两个初级铁心大齿上线圈的绕向相反，每个相初级单元上的单元初级铁心上所有的线圈串联在一起形成单元初级绕组，多个单元初级绕组串联或并联形成电机的相电枢绕组；

次级包括次级铁心和多个次级永磁体，

次级铁心为平板形，次级铁心沿所述运动方向均分为多个次级铁心段，每个次级铁心段上沿横向均匀开有多个次级铁心槽，，使得每个次级铁心段形成次级铁心齿与次级铁心槽的相间隔排列，并且沿次级铁心运动方向形成次级铁心齿与次级铁心槽的相间隔排列；