[发明专利]单元电机模块化连续极永磁同步直线电机

说明书

本发明提供一种单元电机模块化连续极永磁同步直线电机，属电机技术领域。它由多个单元电机组成，每个单元电机包括初级组件和次级组件。初级组件由初级铁心和电枢绕组构成，初级铁心上开槽，槽内设置电枢绕组。次级组件由永磁体、铁极、轭板构成，铁极和轭板一体成型。初级组件和次级组件之间为气隙。相邻两个单元电机之间设置有调磁结构，调磁结构的宽度为S＝(k+2/3)τ(k为整数，τ为电机的极距)，相邻两个单元电机上槽内绕组的设置顺序不同。该结构利于抑制端部效应，改善永磁同步直线电机三相绕组不对称性并降低推力波动。

技术领域

本发明属电机领域，特别涉及到一种单元电机模块化连续极永磁同步直线电机。

背景技术

连续极永磁同步直线电机次级上采用交替排列的永磁体和铁极，使得长次级结构直线电机的永磁体用量大幅减少，节约成本。连续极结构能够使电机初级和次级之间的电磁吸力减少40％到50％，从而减小电机支撑结构的厚度，使得电机的体积减小和推力密度增大。但是直线电机本身具有齿槽效应和端部效应，又因为连续极结构采用永磁体和铁极使得磁场畸变较大，产生较多的谐波分量，导致连续极永磁同步直线电机的定位力和推力波动较大，如何有效的抑制其定位力和推力波动是研究该类电机的关键。已有优化方法如斜极斜槽、调整永磁体的长度和形状等效果有限，所以需要提出一种新的有效的方法。

发明内容

本发明为解决已有连续极永磁同步直线电机推力波动大问题，提出一种单元电机模块化连续极永磁同步直线电机。

本发明的具体技术方案如下：

单元电机模块化连续极永磁同步直线电机，包括单元电机一1和单元电机二2，每个单元电机均包括初级组件3和次级组件4。初级组件3由初级轭3-1、初级齿3-2和电枢绕组3-4组成，电枢绕组3-4设置在槽3-3内。次级组件4由永磁体4-1、铁极4-2和次级轭4-3组成，永磁体和铁极交替排列，所有永磁体充磁方向相同。初级组件3和次级组件4之间为气隙5。单元电机一1和单元电机二2之间设置有调磁结构6。相邻的单元电机一1和单元电机2上槽内绕组的设置顺序不同。单元电机一1上从左往右，槽内依次设置有A相绕组3-4-1，B相绕组3-4-2，C相绕组3-4-3，单元电机二2从左往右，槽内依次设置有B相绕组3-4-4，C相绕组3-4-5，A相绕组3-4-6。

本发明的进一步设计在于：

调磁结构6采用导磁材料，并与初级轭3-1一体成型。

调磁结构6包括调磁轭部6-1和调磁齿部6-2，调磁轭部6-1的宽度为S＝(k+2/3)τ(k为整数，τ为电机的极距)，调磁齿部6-2的宽度S₁≤S，调磁齿部6-2的高度h₁≤h，h为单元电机初级齿3-2的高度。

电机可采用n(n≥3)个单元电机结构，相邻的两个单元电机之间设置有调磁结构6，单元电机一上绕组的设置为：A相绕组-B相绕组-C相绕组；单元电机二上绕组的设置为：B相绕组-C相绕组-A相绕组；单元电机三上绕组的设置为：C相绕组-A相绕组-B相绕组；单元电机四上绕组的设置为：A相绕组-B相绕组-C相绕组。依此，按照每三个单元电机一组绕组结构进行循环。

本发明的优点是：

(1)通过调磁结构设计及单元电机上绕组设置的调整，一方面调节端部磁场分布，另一方面改变各相绕组与端部的相对位置，从而降低端部效应对各相绕组的影响，降低端部效应引起的三相绕组不对称性，最终实现减小电机推力波动，改善连续极永磁同步直线电机系统控制性能的目的；

(2)与已有的模块化直线电机及端部附加齿槽优化设计方法相比，所设置的调磁结构采用导磁材料，利于提高平均推力，同时宽度最小可以取值为2/3τ，在抑制端部效应的同时，使初级长度增加的值很小，从而利于减小电机的体积质量，提高推力密度。

附图说明