[发明专利]模块化τ/2的永磁同步直线电机的绕组设计方法有效

专利信息
申请号: 201810523802.9 申请日: 2018-05-28
公开(公告)号: CN108712053B 公开(公告)日: 2020-03-24
发明(设计)人: 黄旭珍;李静;周文帅;周波 申请(专利权)人: 南京航空航天大学
主分类号: H02K41/03 分类号: H02K41/03
代理公司: 南京经纬专利商标代理有限公司 32200 代理人: 葛潇敏
地址: 210016 江*** 国省代码: 江苏;32
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摘要:
搜索关键词: 模块化 永磁 同步 直线 电机 绕组 设计 方法
【说明书】:

发明公开一种模块化τ/2的永磁同步直线电机及其绕组设计方法,电机包括第一、第二单元初级组件和次级组件,初级组件和次级组件之间具有气隙,第一、第二单元初级组件之间设置有隔磁桥;电机极数为2p0,p0为单元电机的极数,槽数为2Z0,Z0为单元电机的槽数,其槽距角α=180°p0/Z0,α0为槽距角与360°的最大公约数;第一单元初级组件左端部和第二单元初级组件左端部的距离S=(p0+1/2)τ,τ为电机的极距。第一、第二单元初级组件上三相绕组的绕制顺序和方向不同。此种技术方案既能保证电机输出推力的能力基本不变,又可以有效消除边端定位力基波,从而抑制电机的推力波动。

技术领域

本发明属于电机领域,特别涉及一种消除边端定位力基波的模块化永磁同步直线电机及其绕组设计方法。

背景技术

基于直线电机的直接传动技术,省去了中间复杂传动机构,具有结构简单,动态性能好,控制精度高,传动效率高等优点,其应用领域正逐渐扩大到生产及生活的各领域。永磁同步直线电机具有推力及推力密度高的优点,在各种高精度直线运动控制场合具有广泛的应用前景。不同于旋转电机,直线电机的铁心存在端部,端部效应导致磁场谐波分量增大,引起定位力和推力波动增大,因此,减小永磁同步直线电机的定位力和推力波动成为此类电机研究及应用中必须解决的问题。

已有的永磁同步直线电机,常采用优化端部铁心结构以抑制推力波动,但是端部铁心的优化,一方面其效果有限,另一方面,容易导致电机长度的增加,使电机的体积质量增大,推力密度下降。

基于以上分析,本案由此产生。

发明内容

本发明的目的,在于提供一种模块化τ/2的永磁同步直线电机及其绕组设计方法,其保证了电机采用单元电机模块化方案时,既能保证电机输出推力的能力基本不变,又可以有效消除边端定位力基波,从而抑制电机的推力波动。

为了达成上述目的,本发明的解决方案是:

一种模块化τ/2的永磁同步直线电机,包括第一单元初级组件、第二单元初级组件和次级组件,第一、第二单元初级组件和次级组件之间均具有气隙,第一单元初级组件和第二单元初级组件之间设置有隔磁桥;第一、第二单元初级组件的结构相同,均包括电枢绕组和初级铁心,初级铁心上开槽,槽内设置电枢绕组;次级组件由永磁体和背轭构成,永磁体粘贴在轭板的上表面,相邻永磁体的极性相反;电机极数为2p0,p0为单元电机的极数,槽数为2Z0,Z0为单元电机的槽数,其槽距角α=180°p0/Z0,α0为槽距角与360°的最大公约数;第一单元初级组件左端部和第二单元初级组件左端部的距离S=(p0+1/2)τ,τ为电机的极距。

如前所述的电机的绕组设计方法,当α0=20°时,满足条件的p0为奇数,第一单元初级组件右端部和第二单元初级组件左端部的距离为τ/2,保持第一单元初级组件绕组的排列不变,第二单元初级组件绕组的排列为第一单元初级组件绕组槽矢量星形图沿正向旋转80°或100°。

如前所述的电机的绕组设计方法,当α0=30°时,满足条件的p0为奇数,第一单元初级组件右端部和第二单元初级组件左端部的距离为τ/2,保持第一单元初级组件绕组的排列不变,第二单元初级组件绕组的排列为第一单元初级组件绕组槽矢量星形图沿正向旋转90°。

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