[发明专利]一种动态纵向端部效应削弱的短初级直线电机

说明书

本发明公开了一种动态纵向端部效应削弱的短初级直线电机，包括：初级铁芯、绕于初级铁芯上的绕组及次级；初级铁芯端部绕组为满槽结构，位于初级铁芯端部的齿的长度小于位于初级铁芯中部的齿的长度，且位于初级铁芯端部的靠近初级铁芯中部的齿的长度不小于位于初级铁芯端部的远离初级铁芯中部的齿的长度。由于短初级的入端和出端部分齿的规律削短，对应的端部电磁气隙规律增大，使得直线电机在运动时初级入端和出端的磁场变化强度减弱，初级端部磁场畸变程度减轻，进而减小动态纵向端部效应产生的附加损耗和电磁阻力，实现增大输出推力、提高牵引效率、降低推力脉动的目的。

技术领域

本发明属于直线电机领域，更具体地，涉及一种动态纵向端部效应削弱的短初级直线电机。

背景技术

短初级直线电机由于结构简单、噪音小、牵引力大、维护方便以及较长初级直线电机运行成本较低等优点，在许多工业领域都用应用，特别是在轨道交通中得到了广泛的应用，采用该直线电机驱动的列车较旋转电机驱动的列车具有以下优点：(1)系统整体能耗低；(2)列车转弯半径小；(3)爬坡能力强；(4)列车所需隧道高度小，造价较低；(5)列车加速快，运行噪音小等。然而，直线电机也存在其缺点，由于直线电机初级铁芯断开，就必然存在端部效应，其中动态纵向端部效应尤为突出，这会导致初级端部磁场畸变，形成附加损耗和电磁阻力，使得控制更加复杂，且动态纵向端部效应随速度的增加而增加，因此削弱短初级直线电机动态纵向端部效应对于短初级直线电机的工业应用意义重大。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种动态纵向端部效应削弱的短初级直线电机，旨在解决现有的直线电机由于初级铁芯断开引起动态纵向端部效应，导致电机输出性能降低的技术问题。

本发明在端部绕组为满槽的短初级直线电机的基础上，通过有规律地削短初级端部的部分齿以增大初级端部的电磁气隙，达到削弱短初级直线电机的动态纵向端部效应的目的，提高直线电机的输出推力、牵引效率，减小推力脉动，进而可以增加短初级直线电机的推力密度，同时也能满足加工工艺要求。

为实现上述目的，本发明提供了动态纵向端部效应削弱的短初级直线电机，包括：

初级铁芯、绕于初级铁芯上的绕组及次级；初级铁芯端部绕组为满槽结构，位于初级铁芯端部的齿的长度小于位于初级铁芯中部的齿的长度，且位于初级铁芯端部的靠近初级铁芯中部的齿的长度不小于位于初级铁芯端部的远离初级铁芯中部的齿的长度。

进一步地，初级铁芯端部的齿的长度从初级铁芯中部向初级铁芯端部以线性规律逐渐缩短。

进一步地，初级铁芯端部的齿的长度从初级铁芯中部向初级铁芯端部以阶梯状规律逐渐缩短。

进一步地，初级铁芯端部的齿的长度从初级铁芯中部向初级铁芯端部以矩形状规律逐渐缩短。

进一步地，初级铁芯端部的齿的长度从初级铁芯中部向初级铁芯端部以抛物线规律逐渐缩短。

进一步地，短初级铁芯一般采用冲片结构，这样使得削减短初级铁芯端部齿更容易实现。

进一步地，次级包括次级感应板和位于次级感应板下方的次级背板。

进一步地，次级为变磁阻板、直流励磁系统或永磁体励磁系统。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：

1、本发明所提出的技术方案与未采用该方案的端部绕组为满槽短初级直线电机相比，由于短初级的入端和出端部分齿的规律削短，对应的端部电磁气隙规律增大，使得直线电机在运动时初级入端和出端的磁场变化强度减弱，初级端部磁场畸变程度减轻，进而减小动态纵向端部效应产生的附加损耗和电磁阻力，实现增大输出推力、提高牵引效率、降低推力脉动的目的。