[发明专利]线性磁通切换永磁电机

说明书

本发明涉及一种线性磁通切换永磁(FSPM)电机(10)，其包括纵向线性定子(14)以及动子(12)，该定子具有面对气隙(a)的定子齿(16)该动子包括至少一个电枢(13)，电枢包括嵌入至少一个永磁体(20、22)的电枢齿(18)，电枢齿(18)由用于接收电枢绕组(32)的槽(30)间隔开，该电枢齿(18)具有朝向气隙的延伸的宽度部分(36)。根据本发明，电枢齿(18)的延伸的宽度部分(36)在电枢齿的纵向方向(l)上已经在电枢绕组(32)的水平处开始。

技术领域

本发明涉及一种线性磁通切换永磁电机，其包括具有面对气隙的定子齿的纵向线性定子，以及包括电枢的动子，该电枢包括电枢架构，其包括与至少一个永磁体一起形成动子的电枢齿的架构构件，由此电枢齿由用于接收电枢绕组的槽间隔开。齿具有抵靠永磁体装配的第一侧面以及面对槽且抵靠电枢绕组装配的第二侧面，由此齿具有朝向气隙的延伸宽度。例如在图2(a)中示出了这种已知的结构，半闭合槽通过齿尖形成，齿尖在齿的最上部分延伸，使得在槽中铜或绕组所在的区域不受宽度增加的齿尖影响。该实施例的优点在于，电枢绕组的铜的空间不受延伸的齿尖的影响。

背景技术

在线性磁通切换永磁电机(FSPM)中，这种解决方案可能导致齿尖上的过饱和，这会伴随有漏磁，甚至可能导致永磁体的不可逆的去磁化。

在US 2016/268883 A1中公开了现有技术的线性磁通切换永磁电机。

因此，本发明的目的是提供一种减少上述问题的FSPM电机。

发明内容

该目的通过根据本发明的线性FSPM电机来解决。在说明书以及附图中也描述了本发明的优选实施例。

根据本发明，电枢齿的宽度增加在电枢齿的纵向方向上开始，电枢齿的延伸的宽度部分在电枢齿的纵向方向l上已经在电枢绕组的高度水平处开始，即齿和相邻的绕组面对彼此。通过这种措施，电枢齿的宽度增加发生在其长度的较大部分上，这导致与如图2(a)所示出的已知设计相关的在齿尖处的磁通密度降低。尽管用于电枢绕组的铜的空间在本发明的解决方案中被减少了，但是磁通泄漏、避免过大的磁通密度以及因此的永磁体的去磁化的危险基本上减少了。

优选地，电枢齿的宽度增加在其长度的至少一半上发生。因此，在这种电机几何形状中，磁通量能够更好的分布和协调。

优选地，电枢齿的宽度连续增加且不在其第二侧面形成边缘。电枢齿的这种几何形状导致均匀的通量和通量泄漏的减少。

在本发明的优选实施例中，电枢齿宽度的增加朝向气隙连续地增加。该特征导致第二侧面在齿尖或气隙的方向上在相邻槽的方向上向外越来越弯曲。因此，齿尖处的通量泄漏被最小化并且在气隙的方向上不发生过饱和。

在本发明的优选实施例中，嵌入电枢齿中的永磁体在背向气隙的后侧面突出电枢架构基座。因此，架构基座区域的磁通泄漏被有效降低。优选地，该突起的尺寸在2mm至6mm范围内，优选地在3mm至5mm范围内。

优选地，动子齿在动子其移动方向上的每米长度的数量为22至42个，特别地为27至37个。这是相当高的齿(磁极)数量。由于饱和，这种磁极的增加一方面导致扭矩的减小，与例如每米13个磁极相比。但是，较高的磁极数会降低电机的齿槽转矩或转矩脉动。另一方面，根据本发明的基本构思，通过制造具有延伸的宽度部分的电枢齿来满足由于磁极数较多和扭矩减小而导致的饱和效应。

优选地，两个不同的永磁体装配在每个电枢齿的第一侧面之间，由此第二永磁体在电枢齿的长度的较大部分上延伸，而第一永磁体朝向气隙a装配在第一永磁体上。