[实用新型]模块化互补型初级双馈电双凸极直线电机及由其构成的电机模组

说明书

技术领域

本实用新型涉及的是一种双凸极直线电机，具体涉及的是一种模块化互补型初级双馈电双凸极直线电机及由其构成的电机模组，属于直线电机制造技术领域。 

背景技术

随着工业的发展，直线电机得到广泛的应用。采用直线电机驱动可以省去传统的把旋转运动转换为直线运动的机械齿轮，从而降低系统成本，减小噪声，减小系统体积，降低维护成本。特别在轨道交通应用中，采用旋转电机驱动时，其驱动力是通过车轮和铁轨之间的黏着力产生，速度过高及减速时会出现轮轨滑动等问题。因此，采用直线电机代替旋转电机这一技术手段，可以克服旋转电机在此应用场合中的上述缺点，提高整个系统的效率。 

目前直线感应电机已经在广州地铁线路中得到应用。直线感应电机为无刷结构，不需要维护，定子结构简单，系统成本低在城市轨道交通直线驱动发挥重要作用。但是，直线感应电机的调速性能不佳，尽管采用矢量控制等变频技术，控制复杂，调速性能仍然无法与直流电机相比。 

永磁同步直线电机具有功率密度和效率高等优点，但是由于其电枢绕组和永磁分别安装在动子和定子上，在如轨道交通等长定子应用场合无论是将电枢绕组还是永磁体沿轨道铺设都会造成系统成本过大，维护 不方便等缺点。而且永磁体为稀有材料，价格昂贵，性能对环境温度，机械振动等因素敏感，在轨道交通场合应用存在很多缺点。重要的是电机磁场由永磁体提供励磁，不容易控制，必须采用弱磁控制技术增加了系统成本和复杂性。 

实用新型内容

针对现有技术上存在的不足，本实用新型目的是提供一种调速性能好、运行可靠、结构简单和成本低的模块化互补型初级双馈电双凸极直线电机及由其构成的电机模组。 

为了实现上述目的，本实用新型是通过如下的技术方案来实现： 

本实用新型的模块化互补型初级双馈电双凸极直线电机，包括初级和次级，初级包括动子模块，动子模块包括第一模块、第二模块和设置在第一模块和第二模块之间的第一非导磁材料；第一模块和第二模块均包括两个凸极导磁材料，凸极导磁材料设有m个初级齿；每个初级齿上设有集中电枢绕组，两凸极导磁材料的连接处及m个初级齿上分别设有集中励磁绕组； 

第一模块和第二模块的相对位移为λ₂＝(k±0.5)τ_s， 

第一模块和第二模块中两凸极导磁材料的相对位移为λ₁＝m*τ_m， 

初级极距和次级极距之比为τ_m/τ_s＝(m±1)/m， 

其中，τ_m为初级极距，τ_s为次级极距，m为电机的相数，k为正整数。当电机需要运行在高速时，减小直流励磁电流的大小，从而减小电机的励磁磁场强度，最终达到调速目的，低速时需要增加电机推力时，可以增加励磁电流的大小，提高输出推力。 

上述第一模块及第二模块均还包括设置在两凸极导磁材料之间厚度可调的非导磁垫片。非导磁垫片用于调节电枢绕组电感，其厚度根据需要选取。 

上述第一模块和第二模块中的集中励磁绕组分别相互串联组成第一模块励磁绕组和第二模块励磁绕组，第一模块励磁绕组和第二模块励磁绕组按照规定方向串联起来进行控制，当按照规定方向通入电流后，第一模块励磁绕组和第二模块励磁绕组产生的磁场方向相反，当励磁绕组通入恒定直流电流时，在每个模块中产生恒定磁场，改变直流电流的大小可以控制励磁磁场强度。 

上述第一模块和第二模块中属于同相的集中电枢绕组相互串联组成一相电枢绕组。 

上述初级和次级均为凸极结构，且两者之间具有气隙。 

上述初级齿及次级可为直槽或斜槽结构。凸极结构是指初级和次级为齿槽结构，这个齿可以倾斜一定的角度，倾斜角度为零称为直槽结构，角度不为零就是斜槽结构，为直槽时可以得到较对称的梯形波，斜槽时可以得到正弦波。 

上述次级仅为导磁材料。导磁材料价格便宜，使得本实用新型特别适用于如轨道交通驱动系统，可以大大降低系统的成本。 

上述模块化互补型初级双馈电双凸极直线电机是电动机或发电机。作为发电机运行时，通过改变励磁电流的大小可以得到不同速度下恒定的反电动势。 

本实用新型由模块化互补型初级双馈电双凸极直线电机构成的电机 模组，包括n个动子模块和设置在相邻两动子模块之间的第二非导磁材料，n为正整数。