[发明专利]一种变流同步电动机

说明书

本发明公开了一种变流同步电动机，包括长定子和短转子；整个短转子表面采用不锈钢覆盖，电枢两侧端部齿铁芯采用不规则结构；电枢为冲片整体式齿槽结构包括电枢铁芯以及套设于电枢齿上的电枢绕组，相邻的电枢绕组由直流励磁绕组隔开。本发明电机把电枢与磁极集中到短转子上，既实现了磁通切换式结构的优点，也有效避免了其采用分立部件导致的加工困难；不仅大大减小了磁极(电枢)的长度，提高了磁场调节能力，还降低了系统成本。

技术领域

本发明属于同步电机技术领域，具体涉及一种变流同步电动机。

背景技术

永磁直线同步电动机兼具永磁电机和直线电机的优势，将电能直接转换成直线运动机械能，不需要中间连动部分，不受离心力影响，具有结构简单、重量轻、体积小、高速高精度、高效率、大推力等显著优点，在高速数控机床、半导体加工、垂直升降输送系统，高速地面运输系统等领域得到广泛应用。

永磁直线同步电动机的工作原理如下所述：当电枢绕组通入交流电时，便在气隙中产生电枢磁场。同时，磁极永磁体产生励磁磁场。所述电枢磁场与永磁体励磁磁场合成构成气隙磁场。起动时拖动磁极或电枢，电枢行波磁场和永磁体励磁磁场相对静止，从而电枢绕组中的电流在所述气隙磁场的作用下产生电磁推力。如果电枢固定，则磁极在推力作用下牵入同步做直线运动；反之，则电枢牵入同步做直线运动。

永磁直线同步电动机推广应用的制约在于成本，因为不管是采用长电枢，还是长磁极的结构，整体成本都很高。为了降低成本，现有办法是采用开关磁链永磁直线同步电机，把永磁体放置在电枢上，其永磁体用量较小，电枢长度也不长，成本大大降低，但也带来新的问题：(1)电枢由多个分立部件构成，加工较困难；(2)槽面积与永磁体互相制约，推力密度受到了限制；(3)永磁体被线圈包围，散热条件太差；(4)气隙磁场调节困难，弱磁扩速范围受到了限制。

发明内容

针对现有技术所存在的上述技术问题，本发明提供了一种变流同步电动机，既能够使磁极与电枢都在短转子，不需要采用分立部件结构且永磁体不被线圈包围，降低系统成本，而且增加了直流励磁绕组，实现了磁通可调。

一种变流同步电动机，包括长定子和短转子；所述的短转子包括电枢铁芯、电枢绕组、直流励磁绕组和永磁体；所述的电枢铁芯为冲片整体式齿槽结构，其每个电枢齿上均绕制有所述的电枢绕组，所述的直流励磁绕组缠绕于电枢绕组的上端或下端，相邻电枢绕组上的直流励磁绕组按一上一下交替缠绕，以使得相邻电枢绕组之间由直流励磁绕组隔开；所述电枢铁芯两端的电枢齿采用不规则形状，即两端电枢齿的外侧铁芯被削掉一部分；所述电枢铁芯的两端以及背向长定子的底部均开有焊接安装孔，电枢槽口嵌有永磁体的电枢铁芯，其朝向长定子的一面采用不锈钢覆盖；所述的变流通结构中直流励磁绕组的励磁磁场与永磁体的磁场方向在短转子中相反，而在长定子中相同。

本发明直线同步电动机的短转子同时包括了电枢和励磁部分，其固定于移动平台上，通过驱动移动平台使短转子直线运动，实现了磁通切换式结构的优点，也有效避免了电枢使用分立部件后造成的加工困难问题；故本发明相对现有技术具有以下有益技术效果：

(1)本发明变流通直线同步电动机把电枢与磁极都集中到短转子上，且采用电励磁与永磁体共同励磁的结构，不仅大大减小了磁极(电枢)的长度，而且不需要采用分立部件，磁场调节能力大大提高，适用于工业、民用、医药等需要长行程宽速大推力的应用场合，如数控机床、长距离物流输送线等。

(2)本发明长定子仅为开齿槽的冲片叠压组成，成本低，易于实现模块化。

(3)本发明电枢与普通永磁直线电机相同，加工方便，成本低。

具体实施方式

为了更为具体地描述本发明，下面结合具体实施方式对本发明的技术方案进行详细说明。